DE3539522A1 - Poroese keramikstruktur - Google Patents

Poroese keramikstruktur

Info

Publication number
DE3539522A1
DE3539522A1 DE19853539522 DE3539522A DE3539522A1 DE 3539522 A1 DE3539522 A1 DE 3539522A1 DE 19853539522 DE19853539522 DE 19853539522 DE 3539522 A DE3539522 A DE 3539522A DE 3539522 A1 DE3539522 A1 DE 3539522A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic structure
metal layer
porous ceramic
structure according
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853539522
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Kodaira Tokio/Tokyo Iino
Tsuneaki Kanagawa Narumiya
Tomio Tokorozawa Saitama Oyachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Publication of DE3539522A1 publication Critical patent/DE3539522A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/06Obtaining aluminium refining
    • C22B21/066Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2093Ceramic foam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/02Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • C22B9/023By filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0442Antimicrobial, antibacterial, antifungal additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0471Surface coating material
    • B01D2239/0478Surface coating material on a layer of the filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1208Porosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1216Pore size
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Beschreibung
10
20
Gegenstand der Erfindung ist eine poröse Keramikstruktür mit guter Benetzbarkeit für geschmolzene Metalle, welche damit als Filter für geschmolzenes Metall geeignet ist und insbesondere eine solche poröse Keramikstruktur mit einem porösen Keramikkörper,, der für ein Fluid durchlässige Poren aufweist.
Die Nachfrage nach Aluminiumprodukten, wie Aluminium-Getränkedosen und Aluminium-Verpackungsfolien, als auch nach Kupferdrähten für elektrische Leitungen, hat in den vergangenen Jahren immer mehr zugenommen. Wenn feste Verunreinigungen in den Barren zur Herstellung von solchen Aluminium- oder Kupfer-Produkten vorhanden sind, ergeben sich feinste Löcher, Drahtunterbrechungen oder ähnliche Fehler, so daß erhebliche Anstrenungen unternommen worden sind, gereinigte Barren herzustellen, die keine festen Verunreinigungen enthalten.
Solche Barren werden aus gereinigtem geschmolzenem frischen Metall hergestellt, welches durch Filtern des geschmolzenen frischen Metalls zur Entfernung der darin vorhandenen festen Verunreinigungen erhalten worden ist. üblicherweise werden als Filter für geschmolzenes Metall Aluminiumoxidkugeln mit einigen Millimetern Durchmesser oder gesinterter Aluminiumoxidteilchen zum Abfiltrieren der Verunreinigungen durch Hindurchführen des geschmolzenen Metalls eingesetzt.
Zur weiteren Verbesserung der Filter für geschmolzenes Metall wurden von der Anmelderin bereits poröse Keramikfilter vorgeschlagen, die in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 35047/1982, 35048/1982,
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER * \'- FA?-320 ^ R "3 Q R 9
35049/1982 und 13887/1984 beschrieben worden sind und die bereits im allgemeinen auf dem Gebiet der Metallherstellung in der Praxis eingeführt worden sind.
Wenngleich diese Keramikfilter als Filter mit hohem industriellem Wert anerkannt werden und die Nachfrage für sie immer mehr zugenommen hat, zeigen die aus einem Keramikmaterial hergestellten Filter im allgemeinen eine schlechte Benetzbarkeit zwischen dem Keramikmaterial und dem geschmolzenen Material, so daß sich die folgenden Probleme ergeben, die noch einer wirksamen Lösung harren:
(1) Sie benötigen eine lange Zeitdauer vom Einführen des geschmolzenen Metalls in den Einlaß des Filters bis zum Start der tatsächlichen Filtration des geschmolzenen Metalls und benötigen einen großen Anfangsflüssigkeitsdruck .
(2) Sie verursachen eine lokalisierte Strömung des geschmolzenen Metalls im Inneren des Filters, wodurch die wirksame Ausnutzung des gesamten Filterbereichs verhindert wird und zeigen einen hohen Strömungswiderstand für das geschmolzene Metall, wodurch die Filtergeschwindigkeit und damit die verarbeitete Menge des geschmolzenen Metalls verringert werden, was zu einer Verminderung der Lebensdauer führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine poröse Keramikstruktur mit ausgezeichneter Benetzbarkeit für geschmolzenes Metall anzugeben, die damit als Filter für geschmolzene Metalle geeignet ist.
Es hat sich nunmehr gezeigt, daß diese Aufgabe auf der Grundlage der Erkenntnis gelöst werden kann, daß ein poröser Keramikkörper mit Poren, die das Hindurchströmen
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ' * ' *FAP 320 λ _ ~ _ _ _ _
eines Fluids ermöglichen, eine gute Benetzbarkeit für geschmolzene Metalle dann aufweist,wenn die Wandoberfläche der Poren dieses porösen Keramikkörpers mit einer Metallschicht bedeckt ist, so daß eine solche poröse Keramikstruktur mit einer Metallschicht auf der Wandoberfläche der Poren, die ein Fluid hindurchströmen lassen, in geeigneter Weise als Filter für geschmolzenes Metall mit hohem Durchsatz und hohem Wirkungsgrad eingesetzt werden kann und eine ausgezeichnete Lebensdauer aufweist.
Die oben angegebene Aufgabe wird daher gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der porösen Keramikstruktur gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.
Die Erfindung betrifft somit eine als Filter für geschmolzenes Metall geeignete poröse Keramikstruktur mit einem porösen Keramikkörper, der für ein Fluid durchlässige Poren aufweist, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wandoberfläche der Poren mit einer Metallschicht bedeckt ist, so daß das Fluid im Kontakt mit der Metallschicht durch die Poren strömen kann.
Da die Metallschicht die gesamte Wandoberfläche der Poren der porösen Keramikstruktur, die das Hindurchtreten eines Fluids ermöglichen, bedeckt, ergibt sich eine signifikant erhöhte Affinität für oder Benetzbarkeit durch das geschmolzene Metall, wenn dieses durch die Poren strömt, so daß die poröse Keramikstruktur in geeigneter Weise als Filter für geschmolzenes Metall eingesetzt werden kann. Insbesondere im Fall der Anwendung der erfindungsgemäßen porösen Keramikstruktur als Filter für geschmolzenes Metall, wie geschmolzenes Aluminium, ergibt sich dadurch, daß die Oberfläche der Keramikstruktur, die mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt kommt, mit einem Metall be-
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER .* FAP-3 20
35395??
deckt ist, eine extrem gesteigerte Affinität für oder Benetzbarkeit durch das geschmolzene Metall im Vergleich zu herkömmlichen Filtern dieser Art, bei denen das geschmolzene Metall in direktem Kontakt mit dem Keramikmaterial steht. Als Ergebnis davon ergibt sich ein extrem verminderter Strömungswiderstand für das geschmolzene Metall, wenn dieses durch die Poren des Filters (erfindungsgemäße poröse Keramikstruktur) strömt, so daß die Zeitdauer vom Einführen des geschmolzenen Metalls in den Einlaß des FiI-termaterials bis zum Beginn der Filtration in signifikanter Weise vermindert wird und die Filtration in ausreichendem Maße in Gang kommt, selbst wenn der anfängliche Druck der Flüssigkeitssäule gering ist. Weiter wird die lokalisierte Strömung des geschmolzenen Metalls im Inneren des FiI-ters wegen der verbesserten Benetzbarkeit beseitigt. Somit kann aufgrund des synergistischen Effekts zwischen der Zunahme der effektiven Querschnittsfläche des Filters und der Verminderung des Strömungswiderstands gegenüber dem geschmolzenen Metall der Vorlauf bzw. die Einlaufhöhe vermindert werden, so daß sich neben einer Verkürzung der Filterzeit eine Steigerung der Durchsatzmenge des geschmolzenen Metalls pro Filter und damit eine signifikante Verbesserung der Lebensdauer erreichen läßt. Die erfindungsgemäße Keramikstruktur kann auf den in jüngster Zeit besonders interessanten Gebieten eingesetzt werden, wo ein Keramikfilter mit vermindertem durchschnittlichem Porendurchmesser dafür eingesetzt wird, qualitativ hochwertige Metalle mit vermindertem Verunreinigungsgehalt herzustellen.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen porösen Keramikstruk-
TER MEER · MÜLLER · STEINlViEI1STER ' ,,,„ ^1 ',,' ##^FAP-320
tür;
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils des Keramikschaums der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Gittergerüsts der Keramikstruktur der obigen Ausführungsform; und
10
Fig. 4 eine Längsschnittansicht, die die Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen porösen Keramikstruktur als Filter für geschmolzenes Metall verdeutlicht. 15
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt eine poröse Keramikstruktur, die besonders als Filter für geschmolzenes Metall geeignet ist, die einen porösen Keramikkörper aufweist, der für ein Fluid durchlässige Poren aufweist, deren Wandoberfläche mit einer Metallschicht versehen ist, so daß das Fluid im Kontakt mit der Metallschicht durch die Poren strömen kann.
Der poröse Keramikkörper kann Aluminiumoxidkügelchen oder gesinterte Keramikteilchen oder einen porösen Keramikkörper mit einer vernetzten Zellstruktur mit dreidimensional miteinander verbundenen offenen Zellen (Keramikschaum) oder dergleichen umfassen, wobei der Keramikschaum erfindungsgemäß als Filtermaterial für geschmolzenes Metall bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäße poröse Keramikstruktur mit dem Keramikschaum sei im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
35
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER * FÄP-320 3539522
Filter für geschmolzenes Metall, wie Aluminium, Kupfer und Eisen, geeignete poröse Keramikstruktur 1. Die Keramikstruktur 1 umfaßt einen porösen Keramikkörper (Keramikschaum) 2, der durch Aufbringen einer Keramikaufschlämmung auf einen zellmembranfreien, vernetzten, flexiblen Polyurethanschaum als Substrat und Carbonisieren zur Eliminierung des Polyurethanschaums durch Sintern gebildet worden ist, dessen gesamte Oberfläche des Gittergerüsts 2a des porösen Keramikkörpers 2 mit einer Metallschicht 3 bedeckt ist. Der poröse Keramikkörper 2 besitzt dreidimensional miteinander verbundene offene Zellen 4, die im wesentlichen die gleiche Zellstruktur wie der vernetzte Polyurethanschaum aufweisen. Im Inneren des Gittergerüsts 2a sind miteinander verbundene Hohlräume ausgebildet, die dem Polyurethanschaumsubstrat entsprechen. Die offenen Zellen 4 bilden den Durchlaß für das geschmolzene Metall. Die Form der porösen Keramikstruktur, die bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als Vierkantkonus ausgebildet ist, kann variiert wer- den. Weiterhin sind die in dem porösen Keramikkörper 2 vorliegenden offenen Zellen vorzugsweise in sämtliche Richtungen ohne wesentliche Querschnittsminderungen ausgebildet.
Im Fall der Verwendung der porösen Keramikstruktur, die im wesentlichen aus dem oben beschriebenen porösen Keramikkörper besteht, als Filter für geschmolzenes Metall beträgt die scheinbare Dichte des porösen Keramikkörpers vorzugsweise 0,3 bis 0,6, so daß man eine poröse Keramikstruktur mit großer mechanischer und thermischer Festigkeit erhält, die in ausreichendem Maße dazu geeignet ist, den Kräften zu widerstehen, denen ein Filter für geschmolzenes Metall bei hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Weiterhin besitzen die dreidimensional miteinander verbundenen offenen Zellen des porösen Keramikkörpers, der die erfindungsgemäße poröse Keramikstruktur bildet, vor-
τ«
# tr ft * <
TER MEER -MÜLLER ■ STElNI^IEipTJER· ί ; ·; ; jFAP-320 3539 ζ??
- 10 -
zugsweise einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,3 bis 5 mm nach dem Ausbilden der Metallschicht und sind in der Weise ausgebildet, daß sie in keiner der drei Raumrichtungen merkliche Querschnittsminderungen oder Verstopfungen zeigen, so daß der Druckverlust bei einer 1 cm dicken Schicht und einer Windströmungsgeschwindigkeit von 1 m/s 0,3 bis 30 mm Wassersäule beträgt, so daß das geschmolzene Metall einem heftigen Selbstrührvorgang unterliegt und in wirksamer Weise mit der Metallschicht in Kontakt kommt, was zu einer wirksamen gleichzeitigen Beseitigung der löslichen Verunreinigungen und der festen Verunreinigungen aus dem geschmolzenen Metall führt. Weiterhin kann ein Filter mit mäßiger Filtergeschwindigkeit und angemessener Festigkeit dadurch erhalten werden, daß die Porosität der porösen Keramikstruktur 75 bis 95 % beträgt.
Die erfindungsgemäße poröse Keramikstruktur umfaßt vorzugsweise jene Materialien, die aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Magnesiumoxid durch Sintern bei einer Temperatur von mehr als 13000C gebildet worden sind und einen Erweichungspunkt von mehr als 12500C aufweisen,wobei Cordierit-Keramikmaterialien besonders bevorzugt sind. Die poröse Keramikstruktur aus den oben erwähnten Keramikmaterialien vermag in geeigneter Weise den Temperaturwechselbeanspruchungen beim Vorerhitzen der porösen Keramikstruktur auf eine Temperatur in der Nähe derjenigen des zu filtrierenden geschmolzenen Metalls und den Temperaturwechselbeanspruchungen während des Filterns des geschmolzenen Metalls zu widerstehen.
Bei der erfindungsgemäßen porösen Keramikstruktur ist der poröse Keramikkörper, wie der Keramikschaum, an seinen Wandoberflachen der Poren, durch die ein Fluid zu strömen vermag (beispielsweise die Oberfläche des Gittergerüsts im Fall eines Keramikschaums) mit einer Metall-
TER MEER · MÜLLER · STEINMJE||tER · \ > ;FAP-32O 3539522
- 11 -
schicht bedeckt, so daß das Fluid im Kontakt mit der Metallschicht durch die poröse Keramikstruktur hindurchströmt. In diesem Fall ergibt sich keine besondere Einschränkung bezüglich der Art des Metalls zur Bildung der Metallschicht, die somit in geeigneter Weise in Abhängigkeit von dem Anwendungszweck ausgewählt werden können. Im Fall der Verwendung der porösen Keramikstruktur als Filter für geschmolzenes Metall ist es bevorzugt, solche Metalle zu verwenden, die selbst dann die Eigenschaften des zu filternden geschmolzenen Metalls nicht beeinträchtigen, wenn sie in geringer Menge in dieses Metall eingearbeitet werden, und solche Metalle, die einen höheren Schmelzpunkt aufweisen als das zu filternde geschmolzene Metall. Wenn es sich bei dem zu filternden geschmolzenen Metall um Aluminium, Kupfer oder Eisen handelt, wird das zur Ausbildung der Metallschicht verwendete Metall vorzugsweise aus der Platin, Gold, Silber, Kupfer, Zinn, Messing, Bronze und Nickel umfassenden Gruppe ausgewählt. Durch die Anwendung dieser Metalle in Abhängigkeit von dem zu filternden geschmolzenen Metall kann die Beeinrächtigung der Qualität des filtrierten geschmolzenen Metalls als Folge des Auslaugens von löslichen Metallverunreinigungen auf ein Minimum gebracht werden.
Wenngleich sich bezüglich der Dicke der Metallschicht keine besonderen Einschränkungen ergeben, beträgt diese vorzugsweise 0,05 bis 30 μΐη und noch bevorzugter 0,1 bis 10 μπι. Wenn die Dicke der Metallschicht weniger als 0,05 μπι beträgt, ergibt sich keine ausreichende Verbesserung des Filtrationswirkungsgrads, während andererseits bei einer Dicke von mehr als 30 μΐη lediglich die Materialkosten ansteigen, ohne daß sich entsprechende Vorteile ergeben,
Zur Ausbildung der Metallschicht auf dem porösen Keramikkörper kann man vorzugsweise eine stromlose Abscheidungs-
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTHER· ♦ ; * ; **J *"*; FAP-320
- 12 -
technik anwenden. Im Fall der Ausbildung der Metallschicht durch stromlose Abscheidung kann man eine übliche Abscheidungsmethode anwenden. Beispielsweise kann man gegebenenfalls nach dem Entfetten und/oder Ätzen eines porösen Keramikkörpers mit Hilfe einer chemischen oder physikalischen Methode den Keramikkörper durch Abscheiden eines katalytischen Metalls, wie metallischem Palladium, einer Aktivierungsbehandlung unterwerfen und dann einer stromlosen Abscheidung (wie stromloses Verkupfern, Vernickeln, Versilbern oder Vergolden etc.) unterziehen. Alternativ kann man nach der stromlosen Abscheidungsbehandlung eine galvanische Behandlung oder eine ähnliche elektrische Behandlung anschließen. Wenngleich die Metallschicht weiterhin auch mit Hilfe eines Metallsinterverfahrens ausgebildet werden kann, ist die Anwendung eines Abscheidungsverfahrens bevorzugt.
Im Fall der Verwendung der in der obigen Weise ausgebildeten porösen Keramikstruktur als Filter für geschmolzenes Metall, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, bedeckt man die äußere Oberfläche der Keramikstruktur 1 mit einem Keramikblatt 6 oder dergleichen, welches dann in eine Öffnung 8 einer Halterung 7 eingebracht wird, worauf man das geschmolzene Metall von der oberen Oberfläche 9 in die miteinander verbundenen Zellen der porösen Keramikstruktur 1 fließen läßt. In dieser Weise werden lösliche Verunreinigungen und vorhandene feste Verunreinigungen während des Hindurchdringens des geschmolzenen Metalls durch die miteinander verbundenen offenen Zellen beseitigt, während das gereinigte geschmolzene Metall aus der unteren Oberfläche 10 austritt. In diesem Fall ist es weiterhin möglich, das geschmolzene Metall durch die Anwendung eines geeigneten Flüssigkeitssäulendrucks von der unteren bis zur oberen Oberfläche strömen zu lassen.
Da die Metallschicht unter Bedeckung der gesamten Wand-
TER MEER ■ MÜLLER · STEINK?IEI6"PER · ; : *, FAP-320
oberfläche der Poren der für das Fluid durchlässigen porösen Keramikstruktur abgeschieden ist, wird der Strömungswiderstand gegenüber dem durch die Poren des Filters hindurchströmenden geschmolzenen Metall vermindert. Demzufolge kann die Zeitdauer von der Einführung des geschmolzenen Metalls in den Einlaß des Filters bis zum Beginn der Filtration in signifikanter Weise vermindert und die Filtration in ausreichendem Maße in Gang gebracht werden, selbst wenn der Anfangsflüssigkeitssäulendruck niedrig ist. Weiterhin wird als Folge der Verbesserung der Benetzbarkeit eine lokalisierte Strömung des geschmolzenen Metalls im Inneren des Filters verhindert.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Man bereitet aus vernetzten^, flexiblem Polyurethanschaum ohne Zellmembranen jeweils zwei Pyramidenstümpfe (A) mit einer oberen quadratischen Oberfläche mit einer Seitenlänge von 430 mm, einer unteren quadratischen Oberfläche mit einer Seitenlänge von 398 mm und einer Dicke von 5 0 mm bzw. Pyramidenstümpfe (B) mit einer oberen quadratischen Oberfläche mit einer Seitenlänge von 585 mm und einer unteren quadratischen Oberfläche mit einer Seitenlänge von 553 mm und einer Dicke von 50 mm.
Dann vermischt man ein pulverförmiges Material aus 50 Gew.-Teilen Cordierit und 50 Gew.-Teilen Aluminiumoxid gut mit einer Flüssigkeit aus Bindemittel und Wasser in einem Verhältnis von 2 : 1 zur Bildung einer Keramikaufschlämmung. Man imprägniert die Polyurethanschäume mit der Aufschlämmung und trocknet sie nach dem Entfernen der überschüssigen Aufschlämmung während 24 Stunden bei 7O0C. Die in dieser Weise erhaltenen, mit der Keramikaufschläm-
J1 * Ü * · <f>
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEIÖTCR
• ;*Y**;FAP-320 Q C O Q C ο ^
—nt—«Μ ,— 0
- 14 -
mung beschichteten Polyurethanschäume werden bei einer Temperatur von mehr als etwa 13000C gesintert unter Bildung poröser Keramikschäume.
Ein jeder der porösen Keramikschäume (A) und (B) wird stromlos mit einer Kupferschicht versehen (unter Anwendung von "Chemical copper; New #100" (Handelsname) als Abscheidungsbad, hergestellt von der Firma Okuno Seiyaku Kogyo K.K., Japan), so daß man Proben erhält, deren Oberfläche des porösen Keramikgitters mit einer 1 μΐη dicken metallischen Kupferschicht versehen sind. Andererseits beläßt man den jeweils anderen porösen Keramikschaum (A) bzw. (B) ohne Beschichtung mit Kupfer als Vergleichsprobe. Die physikalischen Eigenschaften der in dieser Weise erhaltenen Proben sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.
TABELLE I
Beispiel 2 Vergleichsbeispiel 4
Probe Nr. 1 1,0 3 1,0
Durchschnittlicher
Durchmesser der mit
einander verbundenen
offenen Zellen (mm)
0,8 8 0,8 8
Druckabfall bei einer
Windgeschwindigkeit
von 1 m/s (mm Wasser
säule/cm)
12 87,6 12 87,6
Porosität (%) 87,6 0,35 87,6 0,35
Scheinbare Dichte 0,35 1,1 0,35 0
Dicke der Kupfer
schicht (μπι)
0,9 B 0 B
Probengröße A A
Die mit metallischem Kupfer beschichteten porösen Keramikschäume der Beispiele und die nicht mit metallischem Kupfer beschichteten porösen Keramikschäume der Vergleichs-
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEI&TER ·
FAP-320
- 15 -
O O Q ζ) Ο <ς 2,
beispiele werden horizontal in Filterhalterungen eingebracht, wonach geschmolzenes Aluminium des Magnesiumtyps bei einer Kammertemperatur von 8000C, einer Temperatur des geschmolzenen Metalls von 7500C und einem Anfangsflüssigkeitsgewicht von 170 kg filtriert wird. Die Zeitdauer bis zum Beginn der Filtration und der Gehalt der in das geschmolzene Aluminium ausgelaugte verunreinigende Kupfer (Gew.-%) sind in der Tabelle II zusammengestellt.
TABELLE II
Beispiel 2 Vergleichsbeispiel
,,. Probe Nr. 1 weniger
weniger
als 1
3 4
Erfolderliche
Zeitdauer bis zum
Beginn der Filtra
tion (min)
1-2 0,14 30 - 40 20 - 25
Kupferverunreini-
20 gungsgehalt (%)
0,14 300 0,14 0,14
Anfangsflüssig
keitsdruck (kg)
300 20 10
Aus den Ergebnissen der obigen Tabelle II geht hervor, daß der erfindungsgemäße, mit der Metallschicht bedeckte poröse Keramikschaum einen extrem hohen Filterwir- · kungsgrad für das geschmolzene Metall zeigt und als Folge der vorliegenden Metallschicht keine erhöhten Verunreinigungen verursacht.
- Leerseite -

Claims (10)

TER MEER-MÜLLER-STEINME I STER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl. Ing. H. Steinmeister Dipl. ing. F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51 Mauerkircherstrasse 45 D-8000 MÜNCHEN 80 D-4800 BIELEFELD 1 tM/cb * FAP-320 07. November 1985 BRIDGESTONE CORPORATION No. 10-1, Kyobashi 1-chome Chuo-ku, Tokyo, Japan Poröse Keramikstruktur Priorität: 08. November 1984, Japan, Nr. 59-235737 (P) Patentansprüche
1. Als Filter für geschmolzenes Metall geeignete poröse Keramikstruktur mit einem porösen Keramikkörper, der für ein Fluid durchlässige Poren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandoberfläche der Poren mit einer Metallschicht bedeckt ist, so daß das Fluid im Kontakt mit der Metallschicht durch die Poren strömen kann.
2. Keramikstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Metallschicht 0,05 bis 30 μΐη beträgt.
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ' J^ ^ ' ·, e ■ £AP-320
3. Keramikstruktur nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht durch stromlose Abscheidung gebildet worden ist.
4. Keramikstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht durch stromlose Abscheidung oder eine gegebenenfalls durchgeführte elektrische Behandlung, gefolgt von einer galvanischen Abscheidung gebildet worden ist.
5. Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Keramikkörper ein Keramikschaum mit einer vernetzten Zellstruktur aus dreidimensional miteinander verbundenen offenen Zellen und eine die Oberfläche des Gittergerüsts bedeckende Metallschicht aufweist.
6. Keramikstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der poröse Keramikschaum eine scheinbare Dichte von 0,3 bis 0,6, einen durchschnittlichen Durchmesser der miteinander verbundenen offenen Zellen von 0,3 bis 5 nach dem Ausbilden der Metallschicht auf der Oberfläche des Gittergerüsts, einen Druckabfall von 0,3 bis 30 mm Wassersäule bei einer Dicke von 1 cm und einer Windströmungsgeschwindigkeit von 1 m/s und eine Porosität von 75 bis 90 % aufweist.
7. Keramikstruktur nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Keramikschaum durch Aufbringen einer Keramikaufschlämmung auf einen zellmembranfreien, vernetzten, flexiblen Polyurethanschaum und Sintern des Materials gebildet worden ist.
im a β «
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMSISTER ' FAP-320
3 -
8. Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Material zur Ausbildung des porösen Keramikschaums ein Cordierit-Material eingesetzt wird.
9. Keramikstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete Metallschicht einen höheren Schmelzpunkt aufweist als das zu filternde geschmolzene Metall und die Keramikstruktur als Filter für das geschmolzene Material verwendet wird.
10. Keramikstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das zu filternde geschmolzene Metall aus der Aluminium, Kupfer und Eisen umfassenden Gruppe ausgewählt ist, während die die Wandoberfläche der Poren bedeckende Metallschicht aus mindestens einem der Metalle der Gruppe Platin, Gold, Silber, Kupfer, Zinn, Messing und Bronze gebildet ist.
DE19853539522 1984-11-08 1985-11-07 Poroese keramikstruktur Withdrawn DE3539522A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59235737A JPS61117182A (ja) 1984-11-08 1984-11-08 多孔セラミツク構造物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3539522A1 true DE3539522A1 (de) 1986-05-15

Family

ID=16990472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853539522 Withdrawn DE3539522A1 (de) 1984-11-08 1985-11-07 Poroese keramikstruktur

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4765833A (de)
JP (1) JPS61117182A (de)
DE (1) DE3539522A1 (de)
GB (1) GB2166758B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19753249A1 (de) * 1997-12-01 1999-06-24 Fraunhofer Ges Forschung Keramiknetzwerk, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
CN102661451A (zh) * 2012-05-05 2012-09-12 漳州日盛建筑陶瓷有限公司 发泡陶瓷保温管及其制备方法
DE102014111615A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Durchströmungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Durchströmungsvorrichtung
DE102018116642A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Offenzelliges Keramiknetzwerk und Verfahren zu seiner Herstellung

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63503289A (ja) * 1986-08-28 1988-12-02 シュヴァイツェリッシュ・アルミニウム・アクチェンゲゼルシャフト 溶融金属濾過用のセラミックフィルター
JPS63185421A (ja) * 1986-09-11 1988-08-01 Micro Filter Kk 多孔質フイルタエレメント
GB8631085D0 (en) * 1986-12-31 1987-02-04 Alcan Int Ltd Metal treatment
EP0322932B1 (de) * 1987-12-23 1994-03-30 Hi-Tech Ceramics, Inc. Mit Fasern gefüllte retikulierte Keramik, verwendet zur Auskleidung von Ofen
US4883774A (en) * 1988-03-21 1989-11-28 Motorola, Inc. Silver flashing process on semiconductor leadframes
DE3902032A1 (de) * 1989-01-25 1990-07-26 Mtu Muenchen Gmbh Gesintertes leichtbaumaterial mit herstellungsverfahren
EP0410603A1 (de) * 1989-07-26 1991-01-30 Foseco International Limited Giessen von flüssigem Gusseisen und dabei verwendete Filter
DE4012093C1 (de) * 1990-04-14 1991-07-04 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden, De
US5108618A (en) * 1990-10-30 1992-04-28 Nobuo Hirasawa Method of and apparatus for modifying fuel
JP2529152Y2 (ja) * 1992-04-07 1997-03-19 セイコープレシジョン株式会社 カード状物品のラック式収納装置
US5785851A (en) * 1996-08-23 1998-07-28 Vesuvius Crucible Company High capacity filter
US6422395B1 (en) * 2000-01-10 2002-07-23 Nelson Industries Inc. Filter with preferential fluid affinity
GB2385008B (en) * 2002-02-07 2005-10-19 Richard Graham Holdich Surface microfilters
GB2393736A (en) * 2002-10-01 2004-04-07 Qinetiq Ltd A Cathode for use in an Electroplating Cell
US7829793B2 (en) * 2005-09-09 2010-11-09 Magnecomp Corporation Additive disk drive suspension manufacturing using tie layers for vias and product thereof
US8553364B1 (en) 2005-09-09 2013-10-08 Magnecomp Corporation Low impedance, high bandwidth disk drive suspension circuit
US20110117338A1 (en) * 2008-04-29 2011-05-19 Ben Poquette Open pore ceramic matrix coated with metal or metal alloys and methods of making same
US8202346B1 (en) * 2008-06-25 2012-06-19 Porvair, Plc Porous reticulated metal foam for filtering molten magnesium
CN103030385B (zh) * 2012-12-21 2014-02-12 广东慧信环保有限公司 一种净水多孔陶瓷
CN117120644A (zh) * 2022-03-24 2023-11-24 住友电气工业株式会社 金属多孔体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB699172A (en) * 1948-01-08 1953-11-04 Antonio Nogueira & Cia Ltda Improvements in or relating to the manufacture of articles of ceramic materials having a sterilizing and preserving action
US3006473A (en) * 1958-11-03 1961-10-31 Aluminum Co Of America Filtering of molten aluminum
BE627411A (de) * 1961-06-01 1963-07-23
GB1137127A (en) * 1965-12-20 1968-12-18 Pullman Inc Electrodes particularly useful for fuel cells
DE1918848A1 (de) * 1968-04-15 1972-03-23 Yawata Iron & Steel Co Verfahren und Vorrichtung zum Aussieben von feinen Teilchen unter Verwendung von Ultraschallvibration
US4045303A (en) * 1976-08-05 1977-08-30 Billings Energy Corporation Process of electroplating porous substrates
CA1137523A (en) * 1978-08-12 1982-12-14 Tsuneaki Narumiya Ceramic porous body
JPS5556077A (en) * 1978-10-21 1980-04-24 Bridgestone Tire Co Ltd Ceramic porous body
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
US4395333A (en) * 1982-04-14 1983-07-26 Groteke Daniel E Pre-wet and reinforced molten metal filter
DE3222162C2 (de) * 1982-06-10 1985-07-11 Schweizerische Aluminium Ag, Chippis Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19753249A1 (de) * 1997-12-01 1999-06-24 Fraunhofer Ges Forschung Keramiknetzwerk, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
US6547967B1 (en) 1997-12-01 2003-04-15 Franhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Ceramic network, method for the production and utilization thereof
DE19753249B4 (de) * 1997-12-01 2005-02-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Keramiknetzwerk, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
CN102661451A (zh) * 2012-05-05 2012-09-12 漳州日盛建筑陶瓷有限公司 发泡陶瓷保温管及其制备方法
DE102014111615A1 (de) * 2014-08-14 2016-02-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Durchströmungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Durchströmungsvorrichtung
DE102018116642A1 (de) 2018-07-10 2020-01-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Offenzelliges Keramiknetzwerk und Verfahren zu seiner Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
GB2166758A (en) 1986-05-14
GB8527467D0 (en) 1985-12-11
JPS61117182A (ja) 1986-06-04
GB2166758B (en) 1989-01-11
US4765833A (en) 1988-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3539522A1 (de) Poroese keramikstruktur
DE3332345C2 (de) Filtermaterial aus Metallgewebe
DE2942042C2 (de) Poröser Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Anwendung
DE3546328C2 (de)
DE2932614C2 (de) Poröse Keramikkörper, Verfahren zu deren Herstellung und deren Anwendung
DE3612280C2 (de)
EP0029802B1 (de) Keramischer Filter mit schaumartiger Struktur zum Filtrieren von Metallschmelzen
DE102007012928B4 (de) Verfahren zur Einbringung einer katalytischen Beschichtung in die Poren eines keramischen Durchfluß-Wabenkörpers
DE2940290A1 (de) Poroese titan-aluminium-legierung und verfahren zu ihrer herstellung
DE10135390A1 (de) Metallische Lösungs-Diffusions-Membran sowie Verfahren zur Herstellung
DE3612825A1 (de) Poroeser keramikfilter und dessen herstellung
EP1180392A1 (de) Geträgerte Metallmembran, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
DE2038233B2 (de) Vorrichtung zum ueberfuehren einer schmelze beim stranggiessen von aluminiumbarren
DE3040754A1 (de) Keramisches filtermaterial
DE3027999C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Brennstabhülle für Kernbrennstoffelemente
DE2359505C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen Filterelements
DE4022738C2 (de)
DE2720278C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Metallfilters
DE3810919C2 (de)
DE3515025A1 (de) Verfahren zur herstellung eines filters mit poren von vorbestimmter und etwa gleicher mikrogroesse sowie nach diesem verfahren hergestelltes filter
DE10309892A1 (de) Träger, sein Herstellungsverfahren und Katalysatorkörper
DE112005000925T5 (de) Träger mit modifizierter Porosität und Membran für die Tangential-Filtration eines Fluids
DE1052580B (de) Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Entladungsroehre
EP0280695A1 (de) Keramischer filter für die filtration von geschmolzenem metall
DE3124522C2 (de) Verfahren zur stromlosen Einfärbung poröser Materialien

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee