DE3442270A1 - Verfahren zur herstellung metamorpher alkalimetalltitanate - Google Patents
Verfahren zur herstellung metamorpher alkalimetalltitanateInfo
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Description
dargestellt, worin Ma ein Alkalimetall bedeutet und η und m jeweils eine ganze Zahl von nicht mehr als 100 darstellen.
Diese Materialien sind als Isolationsmaterialien mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und hohem Refraktionsindex
gut bekannt. Kürzlich wurden viele Versuche unternommen, solche Alkalimetalltitanate zu modifizieren
oder der Metamorphose zu unterwerfen, um die mannigfaltigen industriellen Bedürfnisse zu erfüllen. Man hat
Versuche unternommen, die Isolationseigenschaft eines Alkalimetalltitanats zu erniedrigen oder, in anderen Worten,
ein Alkalimetalltitanat als Halbleiter und weiter als Leiter auszubilden, ohne daß die Wärmebeständigkeit
und die Verstärkungswirkung bei Verbundstoffen, bedingt durch ihre Form, verlorengehen, oder man hat versucht,
ein Alkalimetalltitanat, das allgemein einen hohen Brechungsindex und hohen Weißgrad aufweist, zu verfärben.
Es ist jedoch schwierig, diese Maßnahmen auf gefärbte Materialien, insbesondere schwarze, blaue, usw., anzuwenden.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, gemäß denen Alkalimetalltitanate
elektrisch leitfähig gemacht werden können, beispielsweise kann man ein Gemisch aus Titandloxid
und verschiedenen Natriumsalzen in Wasserstoffatmosphäre unter Bildung von hydriertem Natriumtitanat
erhitzen und der Metamorphose unterwerfen. Bei einem solchen Verfahren ist es erforderlich, das obige Gemisch
bei hoher Temperatur von ungefähr 800 bis 12000C in
wasserstoffhaltiger Atmosphäre zu erhitzen. Das Erhitzen bei hoher Temperatur in wasserstoffhaltiger Atmosphäre
ist jedoch sehr gefährlich. Bei dem bekannten Verfahren treten somit verschiedene Probleme auf, die
gelöst werden müssen, um die Sicherheit zu gewährleisten hinsichtlich der Vorrichtungen und der Verfahrenskontrolle.
Die bei diesem Verfahren erhaltenen, hydrierten Natriumtitanate setzen Wasserstoff frei und verlieren
als Folge davon ihre Leitfähigkeit, wenn sie mit einer oxidativen Atmosphäre in Kontakt gebracht werden. Die
Verwendung von Natriumtitanaten ist somit begrenzt.
Die Anmelderin hat bereits Verfahren zur Herstellung von metamorphen Alkalimetalltitanaten in Anwesenheit
einer kohlenstoffhaltigen Verbindung in nicht-oxidativer Atmosphäre vorgeschlagen (JA-OSen 58-135129 und 58-135130).
Es wurde jedoch festgestellt, daß die kohlenstoffhaltigen Verbindungen, die bei diesen Verfahren
verwendet werden und die in den metamorphen Alkalimetalltitanaten enthalten sind, (1) die Wärmebeständigkeitseigenschaften
von Alkalimetalltitanaten erniedrigen und (2) das Schüttgewicht erniedrigen, und daher ist
es schwierig, die Produkte mit anderen Materialien zur Herstellung von Verbundstoffen zu vermischen oder in
anderen Materialien zu dispergieren. Es ist somit erforderlich, die kohlenstoffhaltigen Verbindungen abzutrennen,
um metamorphe Alkalimetalltitanate mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit zu erhalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Herstellung metamorpher Alkalimetalltitanate
mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen, die frei
von den obigen Nachteilen sind.
3A42270
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
metamorpher Alkalimetalltitanate, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus mindestens einer
Alkalimetallverbindung, die sich beim Erhitzen in ein
5 Oxid des Alkalimetalls und ein Gas zersetzt und Titandioxid in einer nicht-oxidativen Atmosphäre in Anwesenheit
mindestens eines Carbids der Formel
C (M)2 (I)
worin M ein Element, ausgenommen Kohlenstoff, aus den Gruppen III, IV und V des Periodensystems bedeutet und
ζ eine ganze Zahl entsprechend der Wertigkeit von M darstellt erhitzt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen, metamorphen Alkalimetalltitanate können in verschiedenen
Ausführungsformen vorliegen, abhängig von der Zusammensetzung der Rohmaterialien und den Metamorphose-Bedingungen.
Obgleich der Reaktionsmechanismus nicht vollständig geklärt ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren frei von
den Gefahren, die bei den bekannten Hydrierungsverfahren auftreten, und es findet keine Verschlechterung in
der Wärmebeständigkeit, bedingt durch verbleibende Kohlenstoffverbindungen, statt, wie es bei hydrierten Alkalimetalltitanaten
der Fall ist, die nach bekannten Verfahren unter Verwendung einer kohlenstoffhaltigen
Verbindung hergestellt wurden. Es wird angenommen, daß das Carbid, das eine wesentliche Komponente des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist, ebenfalls einer Metamorphose unterworfen wird und eine leitfähige Verbindung
ergibt, da das entstehende, metamorphe Alkalimetalltitanat leitfähig ist, selbst wenn es das Carbid enthält,
obgleich der Reaktionsmechanismus nicht vollständig ge-
ι klärt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit sehr
vorteilhaft als Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit.
Weiterhin zeigen die metamorphen Alkalimetalltitanate gemäß vorliegender Erfindung keine Verschlechterung
in ihrer elektrischen Leitfähigkeit, selbst wenn sie in
Kontakt mit einer oxidativen Atmosphäre stehen.
Die Alkalimetallverbindungen, die durch Erwärmen in Alkalimetalloxide und Gase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zersetzt werden (die im folgenden einfach als "Alkalimetallverbindungen " bezeichnet werden), umfassen
Carbonate, Hydroxide und Halogenide eines Alkalimetalls und Organo-Alkalimetallverbindungen, insbesondere Natriumcarbonat,
Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumhydroxid,
Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Natriumiodid, Natriuinfluorid, Kaliumchlorid,
Kaliumbromid, Kaliumiodid, Kaliumfluorid, Lithiumchlorid, Natriumalkoholat, Kaliuraalkoholat, Lithiumalkoholat,
Rubidiumhydroxid, Cäsiumhydroxid, usw. Von diesen werden Alkalimetallcarbonate bevorzugt eingesetzt, da sie
billig verfügbar sind und eine nicht-oxidative Atmosphäre durch sie leicht aufrechterhalten werden kann.
Als Titandioxid können bei der vorliegenden Erfindung sowohl amorphe als auch kristalline (vom Anatas -Typ und
Rutil-Typ) Titandioxide verwendet werden. Die verschiedenen Formen des Titandioxids können auf geeignete Weise
ausgewählt und entsprechend den Metamorphose-. Bedingungen, wie sie im folgenden erläutert werden, verwendet werden.
Als Carbide der Formel (I) können gut bekannte Verbindungen verwendet v/erden und diese umfassen beispielsweise
Borcarbid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Germanium-
8 3A42270
carbid, Zinncarbid, Bleicarbld, Phosphorcarbid, usw.
Von diesen sind Siliciumcarbid, Borcarbid, Titancarbid, usw. bevorzugt. Sie können entweder allein oder als Gemisch
von zwei oder mehreren verwendet werden. 5
Die Eigenschaften der Titandioxide, Alkalimetallverbindungen und Carbide werden in der vorliegenden Erfindung
nicht einzeln aufgeführt. Es sind jedoch hochreine Verbindungen bevorzugt, wenn die Produkte für elektrische
und elektronische Anwendungen eingesetzt werden. Weiterhin sind solche mit kleiner Teilchengröße bevorzugt, damit
die Reaktion schnell abläuft. Bei den Carbiden ist es bevorzugt, daß ihre Größe nicht größer ist als mehrere
/um.
Das Mischverhältnis von Titandioxid und Alkalimetallverbindung ist nicht besonders beschränkt und kann innerhalb
eines großen Bereichs von Werten ausgewählt werden. Es 1st jedoch bevorzugt, daß sie in solchem Verhältnis
vermischt werden, daß die Anzahl der Titanatome zu der Anzahl der Alkalimetallatome (Ti/Ma) 1 bis 10, bevorzugter
3 bis 8, beträgt. Die Menge an Carbid der Formel (I) ist ebenfalls nicht besonders begrenzt und kann innerhalb
eines großen Bereichs von Werten ausgewählt werden. Es ist jedoch bevorzugt, normalerweise 10 bis 100
Gew.%, insbesondere 10 bis 40 Gew.%, Carbid zu der Gesamtmenge
an Titandioxid und Alkalimetallverbindung zuzugeben.
Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "nicht-oxidative Atmosphäre" eine solche, welche im wesentlichen
mehr als 90 VoI-^ entweder eines oder eines
Gemisches aus zwei oder mehreren reduzierenden Gasen (ausgenommen Wasserstoffgas), wie Kohlenmonoxid, und Inertgasen,
wie Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, usw.,
enthält. Von diesen wird bevorzugt eine Atmosphäre von Stickstoffgas und Kohlendioxidgas verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Wärmebehandlung wird ein Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung
und Carbid einfach in einen Behälter gegeben, entlüftet und dann erhitzt. Es ist jedoch besonders bevorzugt,
dem Gemisch eine Verbindung beizumischen, die bei Temperaturen unterhalb 5000C sich zersetzt, verdampft
oder brennt (im folgenden wird eine solche Verbindung als "Porenbildungsmittel" bezeichnet), und dann
das Gemisch zu erhitzen, damit die Entlüftung wirksam stattfindet und ein faserförmiges Wachstum des Alkalimetalltitanats
leicht stattfindet. Es wird somit ein Porenbildungsmittel zu einem Gemisch aus Titandioxid,
Alkalimetallverbindung und Carbid zugegeben und das Gemisch zu einem Formling verformt, wodurch die Rate der
Poren vor dem Erwärmen verringert ist und eine Migration von Luft in den Formling so weit wie möglich ausgeschlossen
wird. Der so erhaltene Formling wird dann in einem nicht-oxidativen Medium bei einer Temperatur, die höher
als die ist, bei der eine Zersetzung, Verdampfung oder Verbrennung des Porenbildungsmittels stattfindet, erhitzt,
wobei nicht-oxidierende Poren in dem Formling als Ergebnis der Zersetzung, der Verdampfung oder der unvollständigen
Verbrennung des Mittels erzeugt werden, und somit kann das metamorphe Alkalimetalltitanat gemäß
der Erfindung in faserartiger Form gezüchtet werden.
Als Mittel zur Porenbildung gemäß der Erfindung sollten solche Verbindungen ausgeschlossen sein, die eine große
Menge an oxidativen Komponenten durch Erhitzen in einer nicht-oxidativen Atmosphäre ergeben. Verbindungen, die
sich bei Zimmertemperatur oder bei der Verformung verflüssigen und die als Bindemittel wirken, wenn ein Ge-
ι misch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung und Carbid
verformt wird, sind wegen der Leichtigkeit der Verformung besonders bevorzugt. Solche bevorzugten Porenbildungsmittel
sind z.B. Wasser, Ammoniak, Aminoverbindungen, Kohlenwasserstoffverbindungen, Kohlenhydratverbindungen,
stickstoffhaltige Verbindungen, verschiedene synthetische Harze oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Verbindungen.
Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit sind Wasser, Kohlenwasserstoffverbindungen, Glycerin, Ethylenglykol,
Kohlenhydratverbindungen, wie Stärke, Saccharide, usw., stickstoffhaltige Verbindungen, wie Harnstoff und
seine Derivate, Polyvinylalkohol sowie synthetische Harze, wie Butyralharz, PolyvinyIacetatharz, ataktisches Polyethylen,
flüssiges Polypropylen, Polybuten, Acrylharz,
15 usw. besonders bevorzugt.
Obgleich die Menge an diesen einzuarbeitenden Porenbildungsmitteln
ohne Beschränkung variieren kann, ist es bevorzugt, das Mittel in einer Menge nicht über 50 Gew.%,
bezogen auf die Gesamtmenge des Gemisches aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung und Carbid, zu verwenden. Eine zu
große Menge an Porenbildungsmittel ist unerwünscht, da übermäßige Energie für die Zersetzung, Verdampfung oder
Verbrennung des Porenbildungsmittels erforderlich ist und keine direkte Beziehung zur Reaktion hat und da der Kontakt
zwischen dem Titandioxid und der Alkalimetallverbindung ungenügend wird und die Reaktionsausbeute abnimmt.
Für die Verformung des Gemisches aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung,
Carbid und Porenbildungsmittel kann man jedes bekannte Verfahren einsetzen, bei dem ein einheitliches
Gemisch, das nach einem üblichen Verfahren hergestellt und bei Zimmertemperatur oder bei solcher Temperatur
erhitzt wird, daß keine Verdampfung oder Zersetzung des Porenbildungsmittels bewirkt wird, einem der folgen
Verformungsverfahren unterzogen:
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(1) e.inem Verfahren unter Vervrendung einer Kompressionsverformungsvorrichtung,
bei dem das Gemisch in eine Form eingefüllt und dann verpreßt wird;
(2) einem Verfahren unter Verwendung einer
Granulierungsverformungsvorrichtung, bei dem das Gemisch
in einen Granulator gegeben wird, um Granulate oder Flocken zu erhalten;
(3) einem Verfahren unter Verwendung einer Tablettierungsvorrichtung, bei dem das Gemisch tablet-
10 tiert wird; und
(4) einem Verfahren unter Verwendung von Preßwalzen, bei dem das Gemisch durch die Walzen geleitet
wird, um eine Folie oder einen Film zu ergeben.
Es ist jedoch im Hinblick auf die Einheitlichkeit und
Ausbeute des Erhitzens bevorzugt, die Verformung auf solche Weise durchzuführen, daß der erhaltene Formling
eine größere Oberfläche aufweist. Im allgemeinen gilt, je dicker der Formling ist, umso größer ist der Temperaturgradient
darin. Es ist erforderlich, die Dicke der Formlinge zu kontrollieren, um eine Ungleichmäßigkeit
beim Erhitzen, d.h. eine Ungleichmäßigkeit bei der Metamorphose, zu vermeiden.
Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung kann durch Erhitzen
in einer nicht-oxidativen Atmosphäre eines innigen Gemisches oder eines Formlings bei einer Temperatur, die
höher als diejenige ist, bei der eine Zersetzung der Alkalimetallverbindung oder eine Porenbildung durch das
Porenbildungsmittel stattfindet, um zu entlüften, und anschließend bei einer Temperatur von 900 bis 1300°C,
vorzugsweise bei einer Temperatur nicht über 12000C,
erfolgen, wobei die nicht-oxidative Atmosphäre aufrechterhalten wird.
Als bevorzugte Ausführungsform der Wärmebehandlung kann
ein Verfahren erwähnt werden, bei dem die Verformung darin besteht, daß man ein Gemisch aus Titandioxid, Alkalimetallverbindung,
Carbid und Porenbildungsmittel in einer nicht-oxidativen Atmosphäre, wie Stickstoffgas,
usw., bei einer Temperatur nicht über 1000C entlüftet, um
die Luft durch Atmosphärengas zu ersetzen, und dann erhitzt, indem man die Temperatur um ungefähr 200°C/h
erhöht, wobei Poren in dem Gemisch gebildet v/erden, und dann für die Metamorphose auf 900 bis 11500C erhitzt und
bei dieser Temperatur hält. Anschließend wird mit einer Abkünlungsgeschwindigkeit der Temperatur von ungefähr
2000C/h abgekühlt. Die Zeit für die Metamorphose beträgt
in diesem Fall 3 bis β Stunden.
Die Bedingungen für die Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben erwähnten beschränkt
und können in Abhängigkeit von der Verwendung oder NichtVerwendung des Porenbildungsmittels und von
der Zusammensetzung der Rohmaterialien variiert werden. Somit kann es ausreichen, einfach bei 900 bis 120O0C in
nicht-oxidativer Atmosphäre zu erhitzen, wodurch metamorphe Alkalimetalltitanate üblicherweise innerhalb von
74 Stunden erhalten werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
10 g Titandioxid des Anatas-Typs, 5 g Kaliumcarbonat und 3 g Siliciumcarbid (hergestellt von Nakarai Chemicals Co.,
Ltd., Japan) werden in einem Mörser gut vermischt. Das Gemisch wird in einen schiffchenförmigen 30 ml Schmelztiegel
aus hochreinem Aluminiumoxid gegeben. Der Schmelztiegel wird in einen röhrenförmigen Elektroofen aus hochreinem
Aluminiumoxid (Innerndurchmesser = 50 mm, Länge =
11m) gestellt, die Luft in dem Ofen durch einen Stickstoff
gas strom von 150 ml/min ersetzt,und dann erhitzt und brennt man bei .einer Temperaturerhöhungsrate von
200°C/h, hält eine Temperatur von 9700C bei sowie eine
Zeit von 3 h unter einem Stickstoffstrom von 50 ml/min. Dann kühlt man auf eine Temperatur nicht über 2000C bei
einer Temperaturerniedrigungsrate von 2000C/h. Die erhaltene,
metamorphe Probe wird in 500 ml Wasser in einem Becherglas gegeben, 10 min eingetaucht, 20 min bei
200 U/min gerührt und dann in einen faserförmigen Teil und ein Aggregat aufgetrennt. Das Aggregat wird erneut
nach dem obigen Verfahren in 500 ml frischem Wasser behandelt.
Die faserförmigen Anteile werden vereinigt und im Vakuum
filtriert und 3 h bei 1000C getrocknet, wobei man 10,3 g
Kaliumtitanat mit einer Faserlänge von 7,2 /um und dunkelvioletter Färbung erhält.
Zu Vergleichszwecken wird der obige Versuch wiederholt, mit der Ausnahme, daß kein Siliciumcarbid verwendet wurde.
Man erhält 5,2 g weißes Kaliumtitanat mit einer Faserlänge von 6,5/um.
5 Teile des vorstehend erhaltenen, metamorphen Kaliumtitanats, 8 Teile Polydimethylsiloxandiol (hergestellt
von Toshiba Silicon Co., Ltd., Japan), 2 Teile Hexapropoxyphosphazin
(hergestellt von Otsuka Chemicals Co., Ltd., Japan; SR 200) werden in einer Mischvorrichtung
vermischt und dispergiert. Dazu gibt man 0,1 Teil Methyl trimethoxysilan und 0,05 Teile Dibutylzinndilaurat.
Das Gemisch wird auf eine Teflonfolie in einer Dicke von etwa 5 mm ausgestrichen. Man erhält so ein Siliciumelastomeres,
das metamorphes Kaliumtitanat gemäß der Er-
35 findung enthält.
Eine 0,5 mm dicke, 2,0 cm breite und 3,0 cm lange Probe
wird aus dem vorstehend erwähnten Elastomeren hergestellt, und alle Oberflächen an beiden Enden (0,5 x 2,ocm)
der Probe werden mit Silberpaste bestrichen. Die Leitfähigkeit des Elastomeren beträgt 13,8 Ohm, bestimmt mit
dem Digital Multimeter von Takeda Riken Co., Ltd., Japan, und der spezifische Durchgangswiderstand wird nach
folgender Gleichung berechnet; er beträgt 4,6 Ohm.cm.
Spezifischer Durchgangswiderstand =
gemessener Widerstand (-Aj χ Fläche der ElektrodeCcm )
Entfernung zwischen den Elektroden (,cm;
- 13,8 χ 0,5 x 2 _ . fi
Die gleiche Probe wird 24 h bei 2000C erhitzt, dann auf
Zimmertemperatur abgekühlt und ihre Leitfähigkeit bestimmt. Sie beträgt 13,6 0hm; es tritt keine Erniedrigung
des Widerstands ein. Ein ähnlicher Versuch wird unter Verwendung einer Vergleichsprobe aus weißem Kaliumtitanat
durchgeführt. Ihre Leitfähigkeit beträgt nicht weniger
1 fi
als 10 0hm, was anzeigt, daß sie ein Isolationsmaterial
ist.
4 g Titandioxid vom Anatas-Typ, 2 g Kaliumcarbonat, 2 g
Siliciumcarbid (Densic Ultrafine, hergestellt von Showa
Denko Co., Ltd., Japan) und 0,5 g flüssiges Paraffin als Porenbildungsmittel werden in einem Mörser gut vermischt,
in eine Form eingefüllt und 3 min bei 20 kg/cm verpreßt, wobei man einen zylindrischen Formling mit einem Durchmesser
von 10 mm und einer Länge von 40 mm erhält. Der resultierende Formling wird in ein Platinschiffchen gegeben,
welches in den Eingangsteil eines Ofens (wie in Beispiel 1) gestellt wird, worin die Luft durch Stickstoffgas
während 30 min ersetzt wird. Dann erfolgt ein Erhitzen unter Stickstoffatmosphäre und ein Kühlen gemäß
Beispiel 1. Man erhält einen zylindrischen Sinterkörper
mit dunkelvioletter Farbe und einigen Poren im Inneren;
der Gewichtsverlust beträgt weniger als 3C$. Beide Seiten
des Sinterkörpers werden mit Silberpaste bestrichen und die Leitfähigkeit wird mit einem Digital Multimeter
(hergestellt von Takeda Riken Co., Ltd., Japan) bestimmt; sie beträgt 10,8 ja . Der spezifische Durchgangswiderstand
wird nach folgender Gleichung berechnet; er beträgt 0,530 -Λ.cm..
spezifischer Durchgangswiderstand = gemessener Widerstand (~A.) χ Fläche der Elektrode (cm ) intf ernung zwischen den Elektroden (,cm)
spezifischer Durchgangswiderstand = gemessener Widerstand (~A.) χ Fläche der Elektrode (cm ) intf ernung zwischen den Elektroden (,cm)
Zu Vergleichszwecken wird das gleiche Experiment ohne Verwendung
von Siliciumcarbid durchgeführt, wobei man einen weißen Sinterkörper erhält. Dieser Sinterkörper zeigt
elektrische Isolationseigenschaften. Der faserförmige Teil wird gemäß Beispiel 1 aus dem Sinterkörper gewonnen
und mittels Röntgenstrahlen analysiert. Es wird bestätigt, daß es sich um Kaliumtitanat ohne Metamorphose
handelt.
Gemische der Komponenten gemäß Tabelle 1 v/erden nach dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellt, wobei die Mengen
an Titandioxid, Alkaliverbindung, Carbid und Porenbildungsmittel variieren. Dann werden metamorphe Kaliumtitanate
gemäß Beispiel 2 unter den verschiedenen, in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen hergestellt. Die Eigenschaften
des resultierenden, metamorphen Alkalititanats sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Beispiele mit dem Zeichen "-" in den Spalten für
die Geschwindigkeitserhöhung und -erniedrigung in der Temperatur erfolgen auf solche Weise, daß der Ofen so
kontrolliert wird, daß er bei einer vorgegebenen Temperatur
gehalten wird, und die Proben v/erden am Eingangsteil des Ofens entlüftet und dann unmittelbar in
den Ofen gegeben und bei der gegebenen Temperatur ge-
5 halten.
| ω ω CJi O |
to
CJl |
IsO I-1
O CJl |
Komponenten | (C; Carbid CD) | ι-· O |
CJl M | 3:3:2:1,5 ; :"' | |
| Tabelle 1 | (Β; Alkalimetall | Siliciumcarbid | 3:2,5:1:1 | |||||
| Bsp. | Kaliumcarbonat | tt | Mischverhältnis | |||||
| Nr. | (A) Titandioxid | Kaliumcarbonat Kaliumchlorid |
tt | Porenbildungsmittel | (Gew.)A:B:C:D | |||
| 3 | Anatas | Kaliumhydrogen- carbonat |
Titancarbid | flüssiges Paraffin | 1:2:1:0,8 | |||
| 4 | tt | Kaliumcarbonat | Siliciumcarbid | Il | 1:2:1:0,8 | |||
| 5 | ti | Il | Il | Ethylenglykol | 1:4:1:0,9 | |||
| 6 | tt | tt | Il | Glycerin | 3:3:2:1,2 | |||
| 7 | It | It | Il | flüssiges Paraffin | 3:3:2:1,2 | |||
| 8 | Rutil | Natriumcarbonat | Titancarbid | Il | 1:2:1:0,8 | |||
| 9 | tt | Natriumhydrο gen- carbonat |
Siliciumcarbid | Il | 1:2:1:0,8 -* | |||
| 10 | Anatas | Natriumoxalat |
tt
tt |
Il | 1:1,8:1:0,8 | |||
| 11 | tt | Natriumcarbonat tt |
10 V/V wäßr.Lösung 1:4:1:0,8 von Polyvinylalkohol '■·■'■ |
|||||
| 12 | tt | flüssiges Paraffin | ||||||
| 13 14 |
Rutil ti |
2%ige wäßrige CMC-Lösung |
flüssiges Paraffin 3:2,5:1:1
| ω σι |
ω O |
to fco
CJl O |
Temp. (0C) |
Zeit (min) |
Rate d.Tem peraturer niedrigung (0C/h) |
1—· r— CJi O Tabelle 1 (Forts.) |
CJI t-* | Produktes | Leitfähig keit (jQ..cm) |
|
| Bsp. | Metamo rpho s e-Bedingungen | 1000 | 180 | 200 | Eigenschaften des | 0,310 | ||||
| Nr. | Rate d.Tem pera türer höhung (OCTh) |
1050 | 150 | 200 | Farbe | 2,8 χ 10"2 | ||||
| 3 | 200 | 1100 | 120 | 200 | dunkelviolett | 1,9 x 10"2 | ||||
| 4 | 200 | 1100 | 120 | 200 | schwärzlich-violett | 9,3 x 10"3 | ||||
| 5 | 200 | 1150 | 60 | - | t! | 1,4 χ 10"3 | ||||
| 6 | 200 | 1050 | 150 | 200 | tf | 1,1 χ 10"3 | ||||
| 7 | - | 1150 | 60 | - | violettbraun | 2,7 x 10~3 | ||||
| 8 | 200 | 1100 | 120 | 200 | dunkelviolett | 0,882 | ||||
| 9 | - | 1150 | 60 | - | violettbraun | 5,1 x 10"2 | ||||
| 10 | 200 | 1000 | 180 | 200 | dunkelviolett | 1,29 | ||||
| 11 | 4M» | 1150 | 60 | 200 | violettbraun | 3,7 x 10"3 | ||||
| 12 | 200 | 1150 | 60 | 200 | bläulich-violett | 4,1 χ 10"3 | ||||
| 13 | 200 | violettbraun | ||||||||
| 14 | 200 | It |
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung metamorpher Alkalimetalltitanate,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus mindestens einer Alkalimetallverbindung, die
durch Erhitzen in ein Oxid des Alkalimetalls und ein Gas zersetzt v/erden kann, und Titandioxid in nicht-oxidativer
Atmosphäre in Anwesenheit von mindestens einer Carbidverbindung der Formel
C (M)2
worin M ein Element mit Ausnahme von Kohlenstoff, ausgewählt unter den Gruppen III, IV und V des Periodensystems
, bedeutet und ζ eine ganze Zahl entsprechend der Wertigkeit von M darstellt, erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetallverbindung und die Titandioxidverbindung
in solchem Verhältnis vermischt werden, daß die Anzahl der Titanatome zu der Anzahl der Alkalimetall-
5 atome 1 bis 10 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbid in einer Menge von'5 bis 100 Gew.%,
bezogen auf die Gesamtmenge an Titanoxid und Alkalime-
10 tallverbindung, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht-oxidative Atmosphäre eine solche ist, die im wesentlichen mehr als 90 VoI-^ eines oder mehrerer
reduzierender Gase (ausgenommen Wasserstoff gas) ,wie Kohlenmonoxid,
oder Inertgase, wie Stickstoff, Helium oder Kohlendioxid, enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Erwärmen bei 900 bis 13000C erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gemisch vor dem Erhitzen zu einem Preßling bei verringertem Druck gepreßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gemisch ein Mittel zur Porenbildung enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Porenbildung Wasser, Kohlenwasserstoff
verbindungen, Glycerin, Ethylenglykol, Kohlenhydratverbindungen,
wie Stärke, Saccharide, stickstoffhaltige Verbindungen,' wie Harnstoff und seine Derivate, Polyvinylalkohol
oder synthetische Harze, wie Butyralharz, PoIyvinylacetatharz,
ataktisches Polyethylen, flüssiges Poly-
1 propylen, Polybuten oder Acrylharz, ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallverbindung ein Alkalimetallcarbonat,
-hydrogencarbonat, -hydroxid oder -halogenid verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkalimetallverbindung Natriumcarbonat oder
10 Kaliumcarbonat ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Carbid Borcarbid, Siliciumcarbid oder Titancarbid verwendet.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| GB408215A (en) * | 1931-10-16 | 1934-04-03 | Titanium Pigment Co Inc | Improvements in or relating to the manufacture of titanium compounds |
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| DE1047183B (de) * | 1957-05-10 | 1958-12-24 | Du Pont | Verfahren zur Herstellung faseriger, wasserunloeslicher Alkalititanate der Zusammensetzung M2Ti4O9 oder M2Ti6O13 |
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Non-Patent Citations (1)
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