DE3539522A1 - Poroese keramikstruktur - Google Patents
Poroese keramikstrukturInfo
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Description
Beschreibung
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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
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Fig. 4 eine Längsschnittansicht, die die Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen porösen Keramikstruktur als Filter für geschmolzenes Metall verdeutlicht.
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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.
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Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als
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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-
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TER MEER -MÜLLER ■ STElNI^IEipTJER· ί ; ·; ; jFAP-320 3539 ζ??
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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-
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;FAP-32O 3539522
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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
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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.
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-
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TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEIÖTCR
• ;*Y**;FAP-320 Q C O Q C ο ^
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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.
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.
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)
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.
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 |
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ID=16990472
Family Applications (1)
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Cited By (4)
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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 |
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Families Citing this family (20)
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
-
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- 1984-11-08 JP JP59235737A patent/JPS61117182A/ja active Pending
-
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Cited By (6)
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 |
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GB2166758A (en) | 1986-05-14 |
GB8527467D0 (en) | 1985-12-11 |
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GB2166758B (en) | 1989-01-11 |
US4765833A (en) | 1988-08-23 |
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