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Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus reinem Graphit. Zu verschiedenen
Zwecken, hauptsächlich in der elektrischen und elektrochemischen Industrie, werden
widerstandsfähige Formstücke aus Graphit benöitgt. Man stellt jetzt diese Formstücke
in der Regel dadurch eher, daß Graphitpulver mit geeigneten Bindemitteln zu einer
plastischen Masse verarbeitet wird, welcher nach Formgebung durch Pressen, Erhitzen
oder ähnlichen Maßnahmen Beständigkeit verliehen werden kann. Eine andere Methode
zur Erzielung - bestimmter Formstücke besteht darin, daß aus großen, auf elektrothermischem
Wege .gewonnenen Blökken sogenannten künstlichen Graphites durch Sägen, Fräsen und
ähnlicher Bearbeitung die gewünschten Formstücke herausmodelliert werden. Diese
letzte Methode liefert zwar Formstücke aus ziemlich reinem Graphit, wenn man die
nicht zu verneinenden Unterschiede zwischen dem sogenannten künstlichen und :dem
natürlichen Graphit außer acht läßt; aber von dem hochwertigen .Materiale gehen
durch die Herausarbeitung aus den Blöcken ziemliche Mengen als Abfallstücke verloren.
Die erstgenannte Methode, welche von Graphitpulver ausgehen kann und Verluste deshalb
vermeidet, hat den bedeutenden Nachteil, zu den Zwecken der Formgebung dem Graphit
gewissen Fremdkörper als Bindemittel zusetzen zu müssen. Diese Bindemittel stellen
aber Verunreinigungen der fertigen Formstücke dar, die deren elektrische Leitfähigkeit
in der Regel ungünstig beeinflussen. Wird der Ausweg :gewählt, durch einen Brennprozeß
,die Bindemittel wieder teilweise zu entfernen oder unter Bildung von Kohlenstoff
zu zersetzen, so ist nicht zu vermeiden, daß die fertigen Formstücke eine Porosität
aufweisen, die gerade für die besonderen elektrochemischen Verwendungszwecke sehr
nachteilig ist. Beispielsweise in der Chloralkakelektrolyse, einem Hauptverbrauchsgebiet
von Graphitformstücken als Elektrodenplatten, ist es bekannt, daß die durch den
Betrieb stattfindende Zerstörung der Elektroden um so rascher vor sich geht, je
mehr diese porös sind oder durch Inhomogenität in der Zusammensetzung Neigung haben,
porös zu werden.
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Es wurde nun gefunden, daß man chemisch vollständig homogene, nur
aus Graphit bestehende und deshalb den elektrischen Strom gut leitende Formstücke
herstellen kann, wenn man als Bindemittel kolloiden Graphit benutzt. Graphit, welcher
beispielsweise in Wasser so fein zerteilt ist, daß er dem Zustand einer kolloiden
Lösung entspricht, weist infolge seiner großen Oberfläche entsprechend den allgemeinen
Eigenschaften der Kolloide eine Bindefähigkeit auf, die es ermöglicht, in Verbindung
mit pulverförmigem Graphit eine plastische, abbindende Masse zu erzielen. Diese
plastische Masse ist der Formgebung in der üblichen Weise .durch Kneten und Pressen
zugänglich, und es kann aus ihr die betreffende Flüssigkeit, wie das Wasser, durch
eine der Methoden entfernt werden, die aus der keramischen Technik bekannt sind.
Es sind dies freiwillige Verdunstung oder Verdunstung durch Erwärmung unterstützt
oder
hoher Druck. Um rissefreie und porenlose Formstücke zu erhalten,
wird man zweckmäßig diese Methoden kombinieren, indem man durch hohen Druck die
Hauptmenge Flüssigkeit entfernt und den letzten Rest durch Verdunstung oder Verdampfung
bzw. Austrocknung im Vakuum fortschafft. Durch Erhitzung auf höhere Temperatur kann
der in den Formstücken noch in kolloider Form vorhandene Graphit wieder in den kristallinnschen
Zustand übergeführt werden, so daß die Formstücke dann Beständigkeit auch gegen
Flüssigkeiten und Chemikalien aufweisen. Die Herstellung des als Bindemittel dienenden
kolloiden Graphites kann nach einem der bekannten Verfahren erfolgen. Man kann die
Zerteilung des Graphites auf chemischem Wege nach den Methoden der sogenannten Peptisation
durchführen, wobei meistens oxidierende, den Graphit angreifende Substanzen Verwendung
finden, oder man kann den kolloidalen Zustand auf physikalischem Wege erreichen.
Es ist dies ebenfalls bereits technisch bekannt und möglich, und zwar durch weitgehende
Naßvermahlung in besonderen sehr stark wirkenden Zerkleinerungsvorrichtungen, welche
die Bezeichnung K,ölloidmühlen erhalten haben.
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Gerade nach der letztgenannten Methode läßt sich besonders leicht
ein für die Formgebung geeignetes Gemisch von noch kristallinischem mit kolloidalem
Graphit erzielen, indem man beispielsweise Graphit mit Wasser als Dispergierungsflüssigkeit
in einer Kolloidmühle so lange behandelt, bis ein Teil des Graphites in den Zustand
der kolloidalen Lösung übergegangen ist und sich dann naturgemäß bereits in innigster
Vermischung mit dem übrigen Graphit befindet. Die nach der vorstehend beschriebenen
Methode hergestellten Graphitformstücke, wie Stäbe, Platten und ähnliche, zeichnen
sich durch gute elektrische Leitfähigkeit und hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische
Beeinflussung aus.
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Es ist zwar bereits bekannt, zur Herstellung von Elektroden Graphit
im Zustande der kolloidalen Verteilung zu verwenden, aber diese Verwendung fand
nicht zum Zwecke der Formgebung statt. Nach dem Verfahren des Patentes 27243q. erfolgt
der Zusatz von kolloidalem Graphit zu einer depotarisierenden Elektrode zu dem Zwecke,
die depotarisierende Substanz zu umhüllen und dadurch deren Wirksamkeit zu regulieren
und gleichmäßig zu gestalten. Solche depotarisierende Elektroden werden gemäß den
Anforderungen ihres Bestimmungszweckes nicht in der Gestalt fester Formstücke verwendet,
sondern als mehr oder weniger poröse, nur durch äußere Umhüllungen zusammengehaltene
pulverförmige Massen, als sogenannte Beutelelektroden. Demgegenüber wird nach dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung der neue Erfolg erreicht, durch kolloidalen
Graphit als Bindemittel feste Formstücke aus reinem Graphit zu erzielen, welcher
Erfolg nach dem Verfahren des Patentes a72434 weder erstrebt noch erreicht wird.