DE545682C - Verfahren zur Herstellung poroeser Koerper aus Quarz, Glas u. dgl. - Google Patents

Description

Die Herstellung von porösen Körpern durch Zusammensintern von Körnern schwer schmelzbarer Stoffe, wie Quarz u. dgl., ist bekannt.

Es wurde nun gefunden, daß man durch oberflächliches Zusammensintern von Körnern schwer schmelzbarer, nichtmetallischer Stoffe, wie Quarz, Glas ο. dgl., in vorteilhafter Weise poröse Körper herstellen kann,

ίο wenn das körnige Material, vorzugsweise mit von unten nach oben abnehmender Korngröße, auf einen Rost aufgeschichtet wird und Heizgase mit einer der Sinterungstemperatur des Materials entsprechenden Temperatur von oben nach unten durch die Schicht hindurchgeleitet werden. Auf diese Weise können in verhältnismäßig kurzer Zeit gut zusammengesinterte Platten beliebiger Größe erzeugt werden, die für Filterzwecke, als Unterlagen für optische Spiegel, für Reflektoren für astronomische Zwecke usw. verwendet werden können. Das Erhitzen der schwer schmelzbaren Stoffe wird vorteilhaft in einem Ofen mit abnehmbarem Herd vorgenommen, dem als Boden zweckmäßig ein gekühlter Rost dient. Auf diesen Rost wird zuerst eine verhältnismäßig hohe Schicht Ouarzstücke gelegt, die selbst wieder als Unterlage für die zuoberst befindliche Quarzkörnerschicht, die gesintert werden soll, dient. Die Heizgase treten durch die Quarzkörnerschicht, erhitzen diese und bewirken ein Zusammensintern der feinen Quarzkörner. Ist der Widerstand gegen den Durchfluß des gesamten Gases zu groß, z. B. bei Verarbeitung einer dicken Schicht sehr feiner Körner, so stellt man den Abstand zwischen Ofenboden und Ofenoberteil so ein, daß im Ofenraum ein bestimmter Überdruck besteht. Dieser bewirkt dann, daß ein Teil des Heizgases durch die poröse Quarzschicht nach unten gedrückt wird.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein Schmelzofen der beanspruchten Art in senkrechtem Schnitt dargestellt. A ist der obere Ofenteil, in den ringsum durch Düsen Brenngas und Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft eingeblasen wird. Der Ofen ruht auf den Stützen B, an denen sich das Traggerüst C mit der Quarzauflage befindet, das durch die Schrauben D gehoben oder gesenkt werden kann. Das Gerüst C besteht in seinem unteren Teil aus einem Rost von mit Wasser gekühlten Eisenrohren E. Auf diesen Eisenrohren lagern verschiedene Schichten Ouarzstücke F, zuerst halbfaustgroße, hierauf folgen nußgroße, dann Ouarzstücke. von Bohnengröße und darauf solche von Erbsengröße. Nach Abdeckung mit etwa 2 mm großen Körnern folgt zuoberst eine etwa 6 cm dicke Quarzkörnerschicht G aus Körnern von nur ι mm Größe. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Durchgangs der Heizgase durch die

"J Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Frit\ Winkler in Ludivigshafen a. Rh,

Ouarzschicht und damit eines gleichmäßigen Zusammensinterns der feinen Quarzkörner unter Erhaltung der Porosität ist es wichtig, daß der Aufbau der Quarzschicht sorgfältig vorgenommen wird und vor allem die Körner mit einer Größe von ι und 2 mm gut ausgesiebt werden. Die i-mm-Körnerschicht besteht zweckmäßig aus schon geschmolzenem Quarz. Die übrigen Ouarzstücke können aus Quarzit bestehen. Die ganze Ouarzschicht wird durch ringsum aufgebaute Zirkonsteine gehalten. Der Ofen, der einen inneren Durchmesser von 50 cm hat, wird, nachdem das Traggerüst C mit der Quarzkörnerschicht bis auf einen 4 cm breiten Spalt H an den Ofenteil A herangerückt ist, zunächst mit 50 .cbm Wassergas und 50 cbm Luft stündlich auf 1200⁰ angeheizt. Dann wird der Spalt H auf rund 2 cm Breite verkleinert. Das Heizgas tritt nun z. T. durch die Quarzkörnerschicht und verläßt den Ofen durch den Rost C. Nach etwa einer Stunde werden auf 50 cbm Wassergas 8 cbm Sauerstoff hinzugegeben und der Spalt H auf ¹Z₂ cm verringert. Die Temperatür steigt alsdann, wie durch die Öffnung / mit Hilfe eines. Pyrometers beobachtet werden kann, auf 1550⁰, wobei die Quarzglasstücke anfangen, an der Oberfläche miteinander zu verkleben. Ein bei dieser Temperatur in den Ofenraum gehaltener gerader Quarzglasstab biegt sich nach etwa 4 Minuten um. Nachdem die Temperatur von rund 1550⁰ etwa ^o Stunde beibehalten war, wird der Ofenboden C um 50 cm gesenkt. Die gebildete poröse Platte von 50 cm Durchmesser und 2 cm Dicke wird noch rotglühend sorgfältig mit Hilfe von zwei daruntergeschobenen Quarzplatten abgehoben, i-mm-Quarzglaskörner auf die verbleibende Quarzunterlage bis zur früheren Schichthöhe aufgegeben und der Ofenboden wieder in die alte Stellung (¹Zo cm breiter Spalt) gebracht. Nach zwei Stunden kann wieder eine Platte abgehoben werden. Jedesmal nach dem Aufstreuen der ι mm großen Quarzkörner darf der Spalt H zunächst nicht zu klein gemacht werden. Man muß die Ouarzschicht vielmehr erst auf eine Temperatur von rund 1400⁰ erhitzen, bis die oberen Ouarzkörner leicht miteinander verklebt sind, da andernfalls die i-mm-Körner von den an dem Spalt entweichenden Gasen weggeblasen werden.

Will man eine sehr feinkörnige Ouarzschicht, wie sie etwa für Filterzwecke benötigt wird, herstellen, dann benutzt man eine fertige 1-mm-Quarzkornschicht als Unterlage. Man streut auf die weißglühende i-mm-Kornschicht zuerst eine dünne Schicht ¹Z₂mm großer Quarzglaskörner, die man in der oben angeführten Weise ansintert, und gibt hierauf ein noch feineres Quarzkorn, das man in gleicher Weise behandelt.

Das Verfahren kann auch zur Herstellung von großen porösen Quarzkörpern mit einem Durchmesser von 1 m und darüber verwendet werden. Man kann ferner auf den bereits zusammengesinterten Körper oben eine Schicht von Quarzglasstücken aufschütten und ansintern und so poröse Platten von 50 cm Dicke und mehr herstellen. Es ist zweckmäßig, die zu verarbeitenden Quarzglaskörner vor ihrer Verwendung in mit Quarzplatten ausgesetzten rotierenden Trommeln mehrere Tage ständig zu bewegen und durchzumischen, damit die Kanten und Ecken abgeschliffen werden und die Ouarzstücke eine mehr kugelförmige Gestalt annehmen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung poröser Körper durch oberflächliches Zusammensintern von Körnern schwer schmelzbarer, nichtmetallischer Stoffe, wie Quarz, Glas

o. dgl., an den Berührungspunkten der Körner, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Material, vorzugsweise mit von unten nach oben abnehmender Korngröße, auf einen Rost aufgeschichtet wird und Heizgase mit einer der Sinterungstemperatur des Materials entsprechenden Temperatur von oben nach unten durch die Schicht hindurchgeleitet werden.

2. Vorrichtung zur Erzeugung der porösen Körper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ofen mit abnehmbarem Herd verwendet wird, dem als Boden ein gekühlter Rost dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen