DE467247C - Verfahren zur Herstellung von metallischem Beryllium oder dessen Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von metallischem Beryllium oder dessen Legierungen Die Erfindung bezieht sich -auf ein neues Verfahren zur Herstellung von metallischem Beryllium oder dessen Legierungen mittels Schmelzflußelektrolyse, das sowohl zur Erzeugung von Beryllium oder Berylliumlegierungen .in kompakter Form als auch in Form von Überzügen geeignet ist.
• Von den bisher bekannten Verfahren zur Darstellung von Berylliummetall hat sich nur das Verfahren von Stock & Gold-s c h rn i d t -(Patent 375 824) als technisch brauchbar erwiesen. Bei diesem Verfahren erfolgt die Abscheidung des Berylliums durch Schmelzflußelektrolyse aus einer Schmelze, die aus einem Gemisch von Berylliumdoppelfluoriden mit Erdalkalifluoriden gebildet ist. Das bekannte Verfahren bietet insofern gewisse Schwierigkeiten, als einerseits die Darstellung der benötigten Doppelfluoride umständlich und kostspielig ist und andererseits infolge Verdampfung nicht unerhebliche Verluste während des - Betriebes häufig eintreten.
• Man war daher bei diesem bekannten Verfahren gezwungen, von Zeit zu Zeit erhebliche Mengen neuer Berylliumverbin.dungen, beispielsweise Berylliumoxyd, nachzutragen. Eine derartige Schmelze weist außer den bereits genannten Schwierigkeiten noch den Nachteil auf, daß Berylliumoxyd in ihr nur in geringem Maße löslich ist. Außerdem tritt bei der Elektrolyse leicht heftiges Spritzen der Schmelze ein. Schließlich läßt es sich vielfach auch nicht vermeiden, daß die abgeschiedenen Reguli mehr oder weniger große Mengen von Berylliumoxyd enthalten.
• Gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß dag Beryllium als getrennt hergestelltes Berylliiimoxyfluorid bzw. bäsisches Berylliumfluorid oder in beiden Verbindungen in der zu elektrolysierenden Schmelze enthalten ist. Zweckmäßig werden auch die beiden erwähnten Berylliumv erbindungen einzeln oder zusammen zur Ergänzung des durch die Elektrolyse zersetzten Berylliumsalzes in die Schmelze nachgetragen. Die Schmelze, die in ähnlicher Weise wie bei dem bekannten Verfahren außerdem eine öder mehrere Erdalkaliifluoride und gegebenenfalls Alkalihalogenide enthält, löst im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren die verwendeten Berylliumverbindungen in erheblich größerer prozentualer Menge auf. Sie ist leicht und billig herzustellen. Durch den Zusatz von Alkalifluoriden zu der Schmelze wird ihre Viskosität erniedrigt. Es hat sich gezeigt, daß man das durch Verdampfen bei der Elektrolyse entstehende und aufgefangene Sublimati.onsprodukt, gegebenenfalls gemischt mit frischem Berylliumsalz, wieder in die Schmelze einbringen kann zur Ergänzung des durch die Elektrolyse zersetzten Berylliumsalzes. Das neue Verfahren kann sowohl zur Herstellung von metallischem Beryllium als auch von dessen Legierungen in kampakterForm oder alsÜberzug angewendet werden.
• Die Temperatur bei dem neuen Verfahren wird ebenso wie bei dem bekannten Verfahren zweckmäßig oberhalb des Schmelzpunktes des Berylliums (etwa i2$5° C) gewählt.
• Die Verdampfung der Elektrolyten ist trotzdem bei dieser Temperatur verhältnismäßig sehr gering. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die verdampfenden Salze, die gemäß weiterer Erfindung fast vollständig aufgefangen werden, ohne weiteres wieder in die Elektrolyse eingebracht werden können. Der einmal zusammengestellteSchmelzfiußelektrolyt kann bei hinreichender Nachsättigung mit Berylliumsalzen bzw. Flugstaub beliebig lange im Betrieb bleiben. Das neue Verfahren ermöglicht also ein kontinuierliches Arbeiten beinahe ohne Verdampfungsverluste; da, abgesehen von geringen Verlusten beimAuffangen der verdampfenden Salze, nur eine Ergänzung der vom elektrischen Strom zersetzten Berylhumsalze notwendig ist.
• Das neue Verfahren kann zur Darstellung kompakten Berylliummetalls beispielsweise folgendermaßen ausgeführt werden: In einem geeigneten Tiegel, vorzugsweise aus Graphit, wird unter Zuhilfenahme des elektrischen Lichtbogens ein Gemisch von beispielsweise Bariumfluorid mit Berylliumoxyfluorid eingeschmolzen. Die so entstandene Schmelze, die beispielsweise etwa 7 bis 8 Prozent Beryllium enthalten kann, wird auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Berylliums, beispielsweise etwa 1300 bis 1350°, gebracht und bei dieser Temperatur der Elektrolyse unterworfen. Die Kathode kann, um ein Schmelzen oder Verbrennen des abgeschiedenen Berylliums zu vermeiden, mit Wasserkühlung versehen werden. Das Beryllium wird katholisch in sehr reiner kompakter Form abgeschieden. In geeigneten Zeiträumen wird entsprechend derVerarmung des Bades an Beryllium Berylliumoxyfluorid und evtl. etwas Bariumfluorid, letzteres zur Ergänzung des verdampften Bariumsalzes, nachgetragen. Die verdampfenden Salze werden mittels einer geeigneten Vorrichtung, z. B. Staubkammer oder an Gleichstromhochspannungselektroden, aufgefangen und das Sublimationsprodukt allein oder evtl. gemeinsam mit frischem Berylliumoxyfluorid zum Nachsättigen der feuerflüssigen Schmelze verwendet. Die Elekrrolyse kann beliebig lange fortgesetzt werden, es muß nur von Zeit zu Zeit, je nach der Tiegelgröße des Bades, der kathodisch abgeschiedene Berylliumregulus entfernt werden.
• Soll das neue Verfahren für die Herstellung von Berylliumlegierungen angewendet werden, so empfiehlt es sich, das zu legierende Metall als flüssige Kathode anzuwenden und im übrigen wie in dem vorstehenden Beispiel zu arbeiten. Zur Erzeugung von Berylliumüberzügen wird als Kathode der zu überziehende Körper in die Schmelze eingebracht und gegebenenfalls gekühlt. Bei der Erzeugung von Berylliumfiberzügen ist es u. U. zweckmäßig, eine Zwischenschicht, die aus einem anderen Metall besteht, anzuwenden. DerartigeZwischenschichten können beispielsweise auf galvanischem Wege erzeugt werden und kommen hauptsächlich für solche Metalle bzw. deren Legierungen in Frage, deren Schmelzpunkt erheblich oberhalb desjenigen des Berylliums liegt, beispielsweise Wolfram, Molybdän, Tantal, Vanadin, Niob usw. Als geeignetes Material für die Zwischenschicht kommen insbesondere in Frage Eisen, Kupfer Nickel, Kobalt u. a. m. Nach Aufbringen der Zwischenschicht auf den zu überziehenden Körper wird dieser als Kathode geschaltet in die neue Schmelze eingebracht und diese bei einer Temperatur von etwa 700 bis z2oo° der Schmelzflußelektrolyse unterworfen. Es ist gegebenenfalls auch möglich, Überzüge aus Berylliumlegiierungen mit oder ohne Zwischenschicht herzustellen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das Salz eines geeigneten Legierungsmetalls, beispielsweise Aluminium, der neuen Schmelze zugesetzt wird. Als Legierungsmetalle für die Herstellung der Berylliumlegierungen in kompakter Form oder als Überzüge kommen hauptsächlich in Frage: Aluminium, Kupfer, Magie- i sium, Nickel, Kobalt, Eisen usw.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1.Verfahren zur Herstellung von metallischemBeryllium oder dessenLegierungen in kompakter Form oder als Überzug mittels Elektrolyse einer Erdalkali- und gegebenenfalls Alkali-Fluorverbindungen enthaltenden feuerflüssigen Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu elektrolysierenden Schmelze getrennt hergestelltesBerylliumoxyfluorid bzw. basisches Berylliumfluorid oder beides enthalten ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Berylliumoxyfluorid bzw. basisches Berylliumfluo.rid oder beides zur Ergänzung des durch die Elektrolyse zersetzten Berylliumsalzes in die Schmelze nachgetragen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Verdampfun.- bei der Elektrolyse entstehende und aufgefangene Sublimationsprodukt, gegebenenfalls gemischt mit frischem Berylliumsalz, insbesondere Berylliumoxyfluorid bzw. basisches Berylliumfluorid oder beiden, wieder in die Schmelze eingebracht wird.