DE4028200A1 - Verfahren zur herstellung von erzeugnissen mit hohem sio(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erzeug­ nissen mit einem SiO₂-Gehalt von <98%, wobei die verwendete Form­ masse in technologisch vorteilhafter Weise die Ausbildung besonders komplizierter räumlich-geometrischer Strukturen hoher Maßhaltigkeit gestattet.

Es ist bekannt, glaskeramische Erzeugnisse hoher Maßhaltigkeit und komplizierter geometrischer Struktur mittels Schlickergießens herzustellen. Bei der Anwendung des Schlickergießens treten im Produktionsprozeß hohe Standzeiten des Erzeugnisses in der Gips­ form, bedingt durch die Herausbildung der gewünschten Scherben­ dicke, ein hoher Feuchtegehalt und daraus resultierend eine erhebliche Trockenzeit sowie ein starker Schwund der Erzeugnisse mit entsprechenden negativen Auswirkungen auf deren Maßhaltig­ keit.

Mit dem ebenfalls bekannten Verfahren des Pressens werden die genannten Nachteile des Schlickergießens beseitigt, jedoch ermöglicht der Preßvorgang nur ein begrenzt kompliziert geformtes Erzeugnis. Weiterhin führt der Einsatz von SiO₂-Materialien zu einem hohen Abrieb und Verschleiß der Preßwerkzeuge.

Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung bestehen in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Erzeugnissen mit hohem SiO₂- Gehalt, welche eine hohe Maßhaltigkeit bei gleichzeitiger komplizierter räumlich-geometrischer Struktur aufweisen. Gleichzeitig soll mit der Angabe einer speziellen plastischen, hochdichten Formmasse eine für Quarzglas und -gut typische Eigenschaftsspezifikation, wie z. B. hohe Temperatur­ wechselbeständigkeit bei plötzlichen Temperaturschwankungen von 1100^oC bis Raumtemperatur, thermische Dauerbelastbarkeit bis 1400^oC, elektrische Isolationsfestigkeit und chemische Beständig­ keit gegen Säuren erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird zunächst ein Gemenge aus einem amorphen SiO₂ verschiedener Korngrößenfraktionen in einem Korngrößenbereich von <63 µm bis 3 mm, wobei dieses Gemenge eine Fraktion im Bereich von <0,4 mm bis 3 mm von 10 bis 25 Masse-% sowie eine Fraktion im Bereich von <63 µm bis 0,4 mm von 25 bis 40 Masse-% aufweist, bereitgestellt, anschließend erfolgt ein homogenes Vermischen mit 42 bis 56 Masse-% eines aufgemahlenen Schlickers einer Dichte von 1,72 bis 1,82 g/cm³. Nach erfolgter Homogenisierung wird die entstandene plastische Masse unter Vibration zum teilweisen Feuchtigkeitsentzug in eine vorbehandelte Gipsform eingefüllt und einer mehrstündigen Standzeit unterzogen, anschließend nach Ent­ fernung der vorbehandelten Gipsform luftgetrocknet und in bekannter Weise gesintert.

Mittels der Erfindung kann in kostengünstiger Weise die Her­ stellung kompliziert geformter Erzeugnisse mit hohem SiO₂-Gehalt, wie z. B. von Gießstrahlschutzrohren, Tauchausgüssen, Dosierge­ fäßen, Tiegeln, Kugeln und anderen Formstücken erfolgen.

Die Erfindung soll anhand eines nachstehend beschriebenen Beispiels näher erläutert werden.

Für die Herstellung von z. B. Speiserkugeln wird ein Gemenge aus Quarzglasschlicker und Quarzglasgranulaten hergestellt. Die Dichte des Schlickers, welcher nach einem bestimmten Aufmahlprozeß hergestellt wurde, beträgt 1,72 bis 1,82 g/ cm³. Für die Herstellung der Formmasse werden 10-25 Masse-% eines Quarzglasgranulates mit einer Korngröße von 0,4 bis 3 mm und 25-40 Masse-% eines weiteren Quarzglasgranulates mit einer Korngröße von 63 µm bis 0,4 mm unter Zugabe von 42-56% Quarzglasschlicker homogen vermischt.

Anschließend wird die homogene Quarzglasformmasse mit Hilfe eines Vibrators in eine vorbehandelte Gipsform eingerüttelt. Nach einer mehrstündigen Standzeit, meist 2 bis 3 h, kann die Kugel aus der Gipsform entnommen werden. Die anschließende Lufttrocknung des Rohlings beträgt je nach Dicke bzw. Durchmesser des Erzeugnisses 24 Stunden bis 8 Tage. Die Umgebungstemperatur sollte dabei 28 bis 35^oC betragen. Bei einem anschließenden Sinterprozeß wird der Formling bei kleiner/gleich 1250^oC dichtgesintert. Die Haltezeit beträgt in Abhängigkeit von der Dicke bzw. dem Durchmesser des Formlings, in diesem Falle der Kugel, 2 bis 6 Stunden. Das Auf­ heizregime der Sinteröfen bis zum Erreichen der 1250^oC Sinter­ temperatur beträgt je nach Kugeldurchmesser 10 bis 24 Stunden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen mit hohem SiO₂- Gehalt, gekennzeichnet dadurch, daß zunächst ein Gemenge aus einem amorphen SiO₂, wie Quarzglas- oder Quarzgutgranulat verschiedener Korngrößenfraktionen in einem Korngrößenbereich von <63 µm bis 3 mm bereitgestellt wird, anschließend ein homogenes Vermischen mit 42 bis 56 Masse-% eines aufgemahlenen Schlickers einer Dichte von 1,72 bis 1,82 g/cm³ erfolgt, nach erfolgter Homogenisierung die entstandene plastische Masse unter Vibration zum teilweisen Feuchtigkeits­ entzug in eine vorbehandelte Gipsform eingefüllt und einer mehr­ stündigen Standzeit unterzogen wird, sowie nach Entfernung der vorbehandelten Gipsform eine Lufttrocknung und eine an sich bekannte Sinterung erfolgt.

2. Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemenge eine Fraktion im Korngrößenbereich von <0,4 mm bis 3 mm von 10 bis 25 Masse-% sowie eine Fraktion im Korngrößen­ bereich von <63 µm bis 0,4 mm von 25 bis 40 Masse-% bezogen auf die Gesamtmasse der Formmasse aufweist.