DE4102602A1 - Verfahren zur herstellung eines keramik-verbundpulvers, sowie das damit erhaltene pulver - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines keramik-verbundpulvers, sowie das damit erhaltene pulver

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Keramik- Verbundpulvers bzw. -Kompositpulvers, bei dem keramische Komponenten mit anderen keramischen Komponenten kombiniert sind, und eines Metall-Keramik- Verbundpulvers, bei dem Metall-Komponenten mit keramischen Komponenten kombiniert sind, sowie die damit erhaltenen Keramik-Verbundpulver. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung des Verbundpulvers, in dem sich beliebige Mengen Metalloxide oder Metall auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Träger befinden.
Ein typisches Verfahren zum Herstellen von keramischen Erzeugnissen weist die Stufen auf, daß man die Bestandteile eines keramischen Ausgangsstoffes in den jeweiligen Menen unter Erhalt der vorbestimmten Zusammensetzung abwiegt, die Komponenten unter Erhalt einer einheitlichen Verteilung gründlich durchmischt und das resultierende Gemisch calciniert. Gemäß diesem Verfahren muß das calcinierte Produkt wiederholt pulverisiert, gemischt und calciniert werden, um eine ausreichend homogene Zusammensetzung zu erhalten.
Metall-Pulver oder ultrafeine Metallteilchen werden herkömmlicherweise weitläufig als leitende bzw. leitfähige oder magnetische Materialien verwendet, ohne daß sie sich auf einem besonderen Pulver als Träger befinden. Die Metall-Keramik- Verbundstoffe des Standes der Technik, wie Oxiddispersion-verstärkte Legierungen, hitzebeständige Strukturstoffe und Dämpfungsstoffe zeigen ihre Funktionen durch Dispergieren bzw. Verteilen der keramischen Teilchen in der metallischen Matrix.
Gemäß dem obigen herkömmlichen Verfahren zum Herstellen keramischer Erzeugnisse ist es trotz gründlichen Mischens, wegen der Aggregation bzw. Zusammenballung der Komponentenpulver schwierig, eine ideal homogene Zusammensetzung der Teilchen zu erhalten. Um ein keramisches Erzeugnis mit einer ideal homogenen Zusammensetzung zu erhalten, sollten Keramik-Keramik- Pulver mit der vorbestimmten Zusammensetzung verwendet werden. Es ist jedoch bis jetzt noch kein Verfahren zum Herstellen solcher Keramik-Keramik-Verbundpulver gefunden worden, das für diesen Zweck geeignet ist.
Die Verwendung von Metall-Pulvern oder ultrafeinen Metallteilchen, die sich nicht auf einem speziellen Pulver als Träger befinden, ist insofern nachteilig, als (1) ihr spezifisches Gewicht verhältnismäßig hoch ist, (2) sie schwierig zu dispergieren sind, (3) sie sehr schwierig zu handhaben sind und (4) Metallteilchen leicht gesintert werden, wenn man sie Hitze aussetzt. Wenn z. B. ein Metall-Pulver mit einem organischen Bindemittel gemischt wird, um eine leitfähige Paste zu erhalten, neigt das Metall-Pulver dazu, sich vom organischen Bindemittel zu trennen, weil das Metall-Pulver ein höheres spezifisches Gewicht hat als das organische Bindemittel. Außerdem neigt die erhaltene Überzugsschicht zu Ungleichmäßigkeiten, wenn das Erzeugnis als Anstrich in Form von Pulver, anstatt in Flocken- bzw. Blättchenform verwendet werden soll.
Um diese Probleme zu lösen, ist die Verwendung von Verbundpulvern vorgeschlagen worden, in denen anorganische Pulver durch stromloses Plattieren mit Metall beschichtet werden. Jedoch ist dieses Verfahren nachteilig, weil stromloses Plattieren teuer ist und einen hochkomplizierten Prozeß erfordert.
Die Metall-Keramik-Verbundstoffe, wie Oxiddispersion-verstärkte Legierungen, hitzebeständige Strukturstoffe und Dämpfungsstoffe, können erhalten werden, indem man ein Keramik-Pulver mit einem Metall-Pulver mischt und das resultierende Gemisch sintert. Wegen des Unterschiedes im spezifischen Gewicht zwischen dem Keramik-Pulver und dem Metall-Pulver ist es äußerst schwierig, das Keramik- Pulver gleichförmig in dem Metall-Pulver zu dispergieren. Metall-Keramik- Verbundstoffe, in denen das Keramik-Pulver gleichförmig im Metall-Pulver dispergiert ist, können unter der Voraussetzung erhalten werden, daß Metall- Keramik-Verbundpulver, in denen Metall- und Keramik-Komponenten kombiniert wurden, gesintert sind. Wie oben erwähnt, können solche Metall-Keramik- Verbundpulver durch stromloses Plattieren erhalten werden, was jedoch unzulänglich teuer und hinsichtlich des Prozesses kompliziert ist.
Die Erfinder haben diese Erfindung im Laufe ihrer Studien über anorganische Ionenaustauscher fertiggestellt, indem sie erkannten, daß ein Keramik-Keramik- Verbundpulver, bei dem sich Metalloxide gleichförmig auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Träger befinden, durch gleichförmiges Fällen bzw. Präzipitieren von Metallhydroxiden oder basischen Metallsalzen usw. auf der Oberfläche des anorganischen Ionenaustauschers und anschließendes Calcinieren des resultierenden Verbundpulvers erhalten werden kann, und daß ein Metall-Keramik- Verbundpulver, bei dem das anorganische Pulver gleichförmig mit dem Metall überzogen ist, durch Reduzieren der Metalloxide zum Metall erhalten werden kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein billiges und einfaches Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers und eines Metall-Keramik- Verbundpulvers, bei dem sich eine beliebige Menge Metalloxide oder Metall auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Träger befindet, zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers, das als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Keramik-Erzeugnissen geeignet ist, oder eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers, das als funktionelles Keramik-Pulver verwendbar ist, sowie das damit erhaltene Pulver zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers, das als leitfähiges oder magnetisches Material geeignet ist, sowie das damit erhaltene Pulver zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers, das zur Herstellung von Metall-Keramik-Verbundstoffen, wie Oxiddispersion-verstärkten Legierungen, hitzebeständigen Strukturstoffen und Dämpfungsstoffen geeignet ist, sowie das damit erhaltene Pulver zur Verfügung zu stellen.
Um diese Aufgabe der Erfindung zu lösen, weist die vorliegende erste Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Keramik-Verbundpulvers die Schritte auf, daß man ein anorganisches Pulver mit kationenaustauschenden Eigenschaften mit einer Lösung, die ein oder mehrere Metallkomplexionen enthält, unter Bildung einer Suspension und zum Ionenaustausch mit den Metallionen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers vermischt; Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers durch Zersetzen des Metallkomplexions in der Suspension fällt; und das anorganische Pulver auf dessen Oberfläche Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze gefällt wurden, trocknet.
Eine zweite Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens weist eine Stufe auf, in der man das nach dem obigen ersten Verfahren getrocknete anorganische Pulver calciniert, um Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze, die auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers gefällt wurden, zur Herstellung eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers in Metalloxide umzuwandeln.
Eine dritte Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens weist eine Stufe auf, in der man Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers, die mit dem obigen ersten Verfahren gefällt wurden, zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers zum Metall reduziert.
In einer vierten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden die Metalloxide, die durch die zweite Ausführungsform gebildet wurden, unter Erhalt eines Metall-Keramik-Verbundpulvers zum Metall reduziert.
Mit "Fällung" bzw. "Präzipitation", wie in dieser Beschreibung verwendet, ist ein Phänomen gemeint, bei dem eine durch eine chemische Reaktion in einer Lösung hergestellte Substanz als Feststoff in der Lösung auftritt.
Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten beschrieben. Erfindungsgemäß verwendbare natürliche oder künstliche anorganische Pulver mit Kationenaustauschereigenschaft können klassifiziert werden als solche, die amorph sind und solche, die kristallin sind. Die amorphen anorganischen Ionenaustauscher umfassen verschiedene Oxidhydrate wie Kieselgel und Aluminogel bzw. Tonerdegel. Die kristallinen organischen Ionenaustauscher umfassen natürliche Ton- bzw. Tonerdemineralien wie Montmorillonit, Vermiculit und Beidellit, künstliche Ton- bzw. Tonerdemineralien, Aluminiumsilicat, Natriumtitanat, Natriumuranat und Zirkoniumphosphat. Die erfindungsgemäß geeigneten anorganischen Pulver unterliegen an sich keinen besonderen Beschränkungen, sofern sie anorganisch sind und die Kationenaustauschereigenschaft haben.
Ein anorganisches Pulver mit Kationenaustauschereigenschaften wird zum Ionenaustausch zu einer Lösung, die ein Metallkomplexion enthält, gegeben und damit vermischt. Ein oder mehrere Metallionen können enthalten sein. Die Menge des zugegebenen Pulvers ist im Bereich von etwa 0,1 bis 80 000 g gegen 100 g der Metallkomplexionen, ausgedrückt als Metallmenge. Um den Ionenaustausch zu beschleunigen, werden gegebenenfalls Behandlungen wie Erhitzen oder Druckbeaufschlagen durchgeführt. Das Erhitzen wird bei einer Temperatur im Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa zum Siedepunkt der das Metallkomplexion enthaltenden Lösung durchgeführt, und das Druckbeaufschlagen mit einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 30 atm. Diese Ionenaustauscherbehandlung fixiert die gewünschten Metallkomplexionen an den Ionenaustauschstellen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers unter Bildung einer Suspension.
Das Metallkomplexion in der Suspension wird dann zersetzt. Als Zersetzungsverfahren können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, wie (a) Erhitzen der Suspension auf eine Temperatur im Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa 400°C, (b) Druckbeaufschlagen von etwa 1 bis 200 atm, (c) Erhöhen des pH der Suspension durch Zugeben einer Alkalilösung, (d) Zugeben eines Oxidationsmittels zur Suspension oder (e) Kombinieren dieser Verfahren.
Wenn eine organische Verbindung, anorganische Verbindung, ein Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel vor dem Zersetzen des Metallkomplexions in der Suspension zu der obigen Suspension zugegeben wird, ist es möglich, die Fällungs- bzw. Präzipitationsrate, die Zersetzung, die Teilchenform oder den Oxidationsgrad des Fällungsniederschlages zu steuern. Das Oxidationsmittel, das zum Zersetzen des Metallkomplexions verwendet wird, und das, daß zum Ändern des Oxidationsgrades der Fällungsniederschlages verwendet wird, kann das gleiche oder ein unterschiedliches sein.
Zum Beispiel reagieren Silber (I), Kupfer (II), Nickel (II), Kobalt (II), Kobalt (III), Zink (II), Cadmium (II) usw. mit Ammoniak unter Bildung eines Amminkomplexes. Dieser Amminkomplextyp ist dafür bekannt, daß er durch Erhitzen, Druckbeaufschlagen, Erhöhen des pH der Lösung, Zugeben eines Oxidationsmittels zur Lösung oder Kombinieren dieser Behandlungen, wie oben beschrieben, leicht unter Bildung von Metallhydroxiden zersetzt werden kann. Die gleichzeitige Anwesenheit einer anorganischen oder organischen Substanz usw. zu diesem Zeitpunkt kann die Zusammensetzung oder Teilchenform der Metallhydroxide steuern. Wenn ein Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel im voraus zugegeben wird, ist es möglich, den Oxidationsgrad des Fällungsniederschlages zu steuern. Zum Beispiel wird durch Zugabe eines Reduktionsmittels vor der Zersetzung des Kobalt(III)-amminkomplexes durch Erhitzen Kobalt(II)-hydroxid erhalten.
Metallionen reagieren mit verschiedenen Chelatbildnern unter Bildung von Metallkomplexen (Metallchelaten). Zum Beispiel reagiert EDTA mit Metallionen unter Bildung eines Metallkomplexes. Der Metallkomplex wird in Lösung durch Erhitzen, Druckbeaufschlagen, Erhöhen des pH der Lösung, Zugeben eines Oxidationsmittels oder Kombinieren dieser Behandlungen gleichförmig zersetzt. Wenn eine anorganische Substanz wie Phosphatanionen oder Alkali wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid im voraus vorhanden ist, werden Phosphate oder Hydroxide gefällt. Die gleichzeitige Anwesenheit eines Oxidations- oder Reduktionsmittels zu diesem Zeitpunkt kann den Oxidationsgrad des Fällungsniederschlags steuern.
Das Verfahren zum Herstellen von homogenen Fällungen bzw. Präzipitaten aus der obigen Lösung ist als homogenes Fällungs- bzw. Präzipitationsverfahren bekannt und in den folgenden Literaturstellen beschrieben:
(1) New Experimental Chemistry 1, Basic manipulation (I), Seite 309, Maruzen 1975 (in Japanisch); (2) F. H. Firsching: Advanced Anal. Chem. Inst. 4, Seite 1, 1965; (3) L. Gordon, M. L. Saltusky und H. H. Willard: Precipitation from Homogeneous Solution, 1959, John Wiley; (4) E. Matÿevi: Acc. Chem. Res. 14, Seite 22, 1981.
Wenn ein Metallkomplexion in der Suspension in Lösung gleichförmig zersetzt wird, fallen Metallhyroxide, Metalloxide oder basise Metallsalze allmählich bzw. stufenweise auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers aus, das heißt, Fällungs- bzw. Präzipitationskerne wachsen auf den Metallionen, die durch Ionenaustausch auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers eingeführt wurden, was dann von einer Fällung an den Kern- bzw. Nukleationsstellen gefolgt wird. Das anorganische Pulver mit gefällten Metallhydroxiden, Metalloxiden oder basischen Metallsalzen wird durch Filtrieren oder durch Zentrifugieren aus der Suspension extrahiert bzw. abgetrennt. Durch Trocknen bei einer Temperatur im Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa 200°C unter Atmosphärendruck wird ein Keramik- Keramik-Verbundpulver erhalten.
Wenn das so erhaltene Keramik-Keramik-Verbundpulver bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 2000°C unter Atmosphärendruck calciniert wird, kann ein Keramik-Keramik-Verbundpulver erhalten werden, bei dem Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze in Metalloxide umgewandelt sind.
Andererseits kann durch Reduzieren von Metallhydroxiden, Metalloxiden oder basischen Metallsalzen des durch Trocknen des anorganischen Pulvers erhaltenen Keramik-Keramik-Verbundpulvers, oder der Metalloxide des durch Calcinieren des anorganischen Pulvers erhaltenen Keramik-Keramik-Verbundpulvers zum Metall in der Gasphase oder in der flüssigen Phase, ein Metall-Keramik-Verbundpulver erhalten werden. Ein typisches Verfahren zum Reduzieren in der Gasphase weist das Calcinieren in einer Wasserstoffgasatmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 2000°C auf. Hinsichtlich des Verfahrens in der flüssigen Phase kann ein Keramik-Keramik-Verbundpulver in einer flüssigen Phase reduziert werden, die Hydrazin oder Natriumborhydrid enthält.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sich durch Verwendung der Ionenaustauscherkapazitäten des Pulvers eine beliebige Menge Metalloxid oder Metall auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers als Träger befinden. Dies ermöglicht die einfache Herstellung eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers und Metall- Keramik-Verbundpulvers mit geringen Kosten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner die Herstellung eines Keramik- Keramik-Verbundpulvers, das als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Keramiken geeignet ist, oder eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers, das als verschiedenfunktionelles Keramik-Pulver verwendbar ist. Das Verfahren erreicht auch die Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers, das zum Beispiel als leitfähiger Anstrich, Toner, magnetisches Material und Katalysator usw. zu verwenden ist. Ein Metall-Keramik-Verbundpulver, das zur Herstellung von Metall-Keramik-Verbundstoffen, wie Oxiddispersion-verstärkten Legierungen, Dämpfungsstoffen und hitzebeständigen Strukturstoffen geeignet ist, kann auch hergestellt werden.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele konkreter beschrieben.
Beispiel 1
Zu 230 ml 14,8 M (mol/l) einer Ammoniumhydroxidlösung werden 1704 ml einer Nickelnitratlösung mit 49,3 g Ni(NO₃)₂ · 6 H₂O unter Erhalt einer Nickelamminkomplexlösung gegeben.
Zu dieser Lösung werden 0,2 g Natriumfluoridtetrasilicat-Glimmer (NaMg2.5Si₄O₁₀F₂), bei dem es sich um einen kristallinen Ionenaustauscher handelt, gegeben. Das resultierende Gemisch wird zum Ionenaustausch zwei Tage gerührt. Durch Erhitzen der Suspension, 24 Stunden bei 98°C, wird der Nickelamminkomplex zersetzt und als Nickelhydroxid gefällt. Die Suspension wird dann filtriert, um das erhaltene Pulver zu extrahieren bzw. abzutrennen. Das Pulver wird bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck getrocknet und mit einem Elektronenmikroskop untersucht. Hierbei zeigt sich, daß sich Nickelhydroxid gleichförmig auf der Oberfläche des Natriumfluoridtetrasilicat-Glimmers gebildet hat. Die chemische Analyse ergibt ein Gewichtsverhältnis von Ni/Glimmer in dem Verbundpulver von 47.
Durch Calcinieren des Verbundpulvers, 2 Stunden bei 700°C unter Atmosphärendruck, wird NiO-Kunstglimmer(Keramik-Keramik)-Verbundpulver erhalten. Durch weiteres Erhitzen des erhaltenen Verbundpulvers, 2 Stunden bei 400°C in einer Wasserstoffgasatmosphäre, wird NiO zu einem Ni-Kunstglimmer(Metall-Keramik)- Verbundpulver reduziert, bei dem die Glimmeroberfläche gleichförmig mit Ni beschichtet ist.
Beispiel 2
Das in Beispiel 1 erhaltene Ni-Kunstglimmer(Metall-Keramik)-Verbundpulver wird mit 8 t/m² formgepreßt, und der geformte Körper wird 2 Stunden bei 700°C in einem Wasserstoffgasstrom unter Erhalt eines gesinterten Körpers in Granulat- bzw. Pelletform calciniert. Die Qwuerschnittfläche des gesinterten Körpers wird elektrolytisch geätzt und mit einem Elektronenmikroskop untersucht. Hierbei zeigt sich, daß sich eine Nano-Zusammensetzung bzw. ein Nano-Verbund gebildet hat, in der bzw. dem Keramiken (Natriumfluoridtetrasilicat-Glimmer mit einer Dicke von etwa einigen 10 Å) gleichförmig in Ni dispergiert sind.
Beispiel 3
Das in Beispiel 1 erhaltene Metall-Keramik-Verbundpulver wird mit einer Acrylharz-Überzugsgrundlage (Kansai Paint co., Ltd., No. 2026) unter Bildung eines Anstrichmittels verknetet, bei dem das Pulver 30 Vol.-% ausmacht. Dieses Anstrichmittel wird auf einem ABS-Substrat mit einer Dicke von 30 µm verteilt. Der elektrische Widerstand der Substratoberfläche ist 0,5 Ω/, was eine ausgezeichnete Leitfähigkeit bedeutet. Das so erhaltene Verbundpulver liegt als Flocken bzw. in Blättchenform mit ausgzeichnetem Überzugsvermögen und Leitfähigkeit vor.
Beispiel 4
Zu 230 ml 14,8 M (mol/l) Ammoniumhydroxidlösung werden 1800 ml einer Kobaltnitratlösung mit 49,5 g Co(NO₃)₂ · 6 H₂O unter Erhalt einer Kobaltamminkomplexlösung gegeben.
Zu dieser Lösung werden 0,5 g Na-Montmorillonit-Pulver (Aterazawa Mine, Yamagata Pref.) gegeben, bei dem es sich um einen natürlichen Ionenaustauscher handelt. Das resultierende Gemisch wird zwei Tage zum Ionenaustausch gerührt. Durch Erhitzen der Suspension, 24 Stunden bei 90°C, wird der Kobaltamminkomplex zersetzt und als Kobalthydroxid gefällt. Diese Tätigkeiten werden unter N₂-Atmosphäre ausgeführt.
Die Suspension wird dann filtriert, um das resultierende Pulver zu extrahieren bzw. abzutrennen. Das Pulver wird bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck getrocknet und mit einem Elektronenmikroskop untersucht. Hierbei zeigt sich, daß sich Kobalthydroxid gleichförmig auf der Montmorillonit-Oberfläche gebildet hat. Die chemische Analyse ergib ein Gewichtsverhältnis von Co zu Montmorillonit (Co/Montmorillonit) in diesem Verbundpulver von 20.
Durch Calcinieren des Verbundpulvers, 2 Stunden bei 700°C unter Atmosphärendruck, wird ein Kobalt(II,III)oxid-Montmorillonit-Verbundpulver erhalten.
Durch weiteres Erhitzen des resultierenden Verbundpulvers, 2 Stunden bei 600°C in einer Wasserstoffgasatmosphäre, wird das Kobaltoxid zu einem Co-Montmorillonit(Metall-Keramik)-Verbundpulver reduziert, bei dem die Montmorillonit- Oberfläche gleichförmig mit Co beschichtet ist.
Beispiel 5
Zu 1600 ml 0,1 M (mol/l) einer FeNO₃)₃-Lösung werden 0,8 mol TEA (Triethanolamin) zur Herstellung eines Fe(III)-TEA-Komplexions gegeben. Kieselgel für die Chromatographie (Wako Pure Chemical Industries Ltd.) wird zur Entfernung von Eisen 24 Stunden in 1 M Salzsäure aufbewahrt, mehrere Stunden mit Wasser gewaschen und dann unter Erhalt eines amorphen Kieselgels mit Kationenaustauschereigenschaften luftgetrocknet.
Zu dem oben erwähnten Fe(III)-TEA-Komplexion werden 0,5 g (bezogen auf SiO₂) des so erhaltenen Kieselgels gegeben. Das resultierende Gemisch wird zwei Tage unter Erhalt einer Suspension gerührt. Zu dieser Suspension werden 4800 ml einer 1 M (mol/l) NaOH-Lösung und 92 ml einer wäßrigen H₂O₂-Lösung (60 %) gegeben. Die Suspesion wird in einen Autoklaven gestellt und zum Zersetzen des Fe(III)-TEA-Komplexions und Fällen als Hämatit (α-Fe₂O₃) 24 Stunden bei 46 Atmosphären Druck bei 260°C erhitzt.
Die Suspension wird dann filtriert, um das resultierende Pulver zu extrahieren bzw. abzutrennen. Das Pulver wird bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck getrocknet und mit einem Elektronenmikroskop untersucht. Hierbei zeigt sich gleichförmig auf der Kieselgeloberfläche gebildetes Hämatit.
Wenn das Verbundpulver zwei Stunden unter Atmosphärendruck bei 500°C calciniert wird, erhält man ein Fe₂O₃-SiO₂(Keramik-Keramik)-Verbundpulver. Das Gewichtsverhältnis von Fe zu SiO₂ (Fe/SiO₂) in dem Verbundpulver ist 14,5.
Beim weiteren Erhitzen des Verbundpulvers, 3 Stunden bei 500°C in einer Wasserstoffgasatmosphäre erhitzt, erhält man ein Fe-SiO₂ (Metall-Keramik)- Verbundpulver, bei dem die SiO₂-Oberfläche gleichförmig mit Fe beschichtet ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Verbundpulvers, gekennzeichnet durch die Stufen
Vermischen eines anorganischen Pulvers mit Kationenaustauschereigenschaften mit einer Lösung, die ein oder mehrere Metallkomplexionen enthält, unter Bildung einer Suspension und zum Ionenaustausch mit den Metallionen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers;
Zersetzen der Metallkomplexionen in der Suspension zum Fällen von Metallhydroxiden, Metalloxiden oder basischen Metallsalzen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers; und
Trocknen des anorganischen Pulvers, auf dessen Oberfläche die Metallhydroxide, Metalloxide oder basischen Metallsalze gefällt wurden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallkomplexion in der Suspension durch Erhitzen oder Druckbeaufschlagen der Suspension, Erhöhen des pH der Suspension, Zugeben eines Oxidationsmittels zu der Suspension oder durch Kombinieren dieser Behandlungen zersetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine organische Verbindung, anorganische Verbindung, ein Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel vor dem Zersetzen des Metallkomplexions zu der Suspension gegeben wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Keramik-Verbundpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze, die auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers gefällt wurden, durch Calcinieren des getrockneten anorganischen Pulvers nach Anspruch 1 in Metalloxide umgewandelt werden.
5. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß Metallhydroxide, Metalloxide oder basische Metallsalze, die auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers nach Anspruch 1 gefällt wurden, zum Metall reduziert werden.
6. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Verbundpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß Metalloxide auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers nach Anspruch 4 zum Metall reduziert werden.
7. Keramik-Keramik-Verbundpulver nach dem Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Metalloxide gleichförmig auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers gebildet sind.
8. Metall-Keramik-Verbundpulver nach dem Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Metall gleichförmig auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers gebildet ist.
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