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Verfahren zur Darstellung von Beryllium-Schwermetall-Legierungen Die
Herstellung von Berylliummetall aus Berylliumverbindungen durch Erhitzen mit Reduktionsmitteln
oder auf aluminotherznischem Wege hat bisher stets nur zu pulverförmig gesinterten
Erzeugnissen geführt, während die Darstellung des Berylliums in regulinischer Form
auf diesem Wege sich als undurchführbar erwiesen hat. So hat man die Herstellung
von Beryllium durch Einwirkung von Erdalkalimetall oder Magnesium oder Litliium
auf berylliumfluoridhaltige Stoffe bei Temperaturen oberhalb rooo° vorgeschlagen.
Entgegen der s. Zt. ausgesprochenen Behauptung entsteht auf diesem Wege kein kompaktes
Metall.
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Da aber andererseits das Beryllium in erster Linie in Legierungen
mit Schwermetallen, wie Kupfer, Eisen usw., verwendet wird, ist vorgeschlagen worden,
solche Legierungen, z. B. eine Beryllium-Kupfer-Legierung, durch Einwirkung eilfies
Reduktionsmittels, wie Kohle, bei Weißglut auf Sauerstoffverbindungen des Berylliums
in Gegenwart des Metalls, dessen Berylliumlegierung man erhalten will, herzustellen.
Ein solches Verfahren ist jedoch z. B. für die Herstellung von Eisen-Beryllium-Legierungen
nicht brauchbar, -weil eine Verunreinigung durch mehr- oder weniger erhebliche Bildung
von Eisencarbid nicht zu vermeiden ist, -was normalerweise unerwünscht ist. Ein
Ersatz des Kohlenstoffs durch die für die Herstellung reinen Berylliums vorgeschlagenen
Erdalkalünetalle oder 1YIagnesium oder Lithium liegt zwar nahe, bereitet aber Schwierigkeiten
insofern, als die Oxyde dieser Reduktionsmittel sehr schwer schmelzbar sind und
eine glatte Scheidung der Berylliumlegierung von den Reaktionsprodukten verhindern,
so daß man nur in der Schlacke verteiltes Metall erhält. Weiter ist vorgeschlagen
worden, Kupfer-BeryHlium-Legierungen durch aluminothermische Reduktion von Berylliumlegierungen
in Gegenwart von Kupfer mit Hilfe von Aluminium herzustellen. NIan erhält auf diesem
Wege zwar die Legierung, in regulinischer Form; sie ist jedoch durch nicht unerhebliche
Mengen Aluminium verunreinigt, und auch die Ausbeute ist -wenig befriedigend.
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Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt die Herstellung von Beryllium-Sch3vermetall-Legierungen
auf einem dem aluminothermischen ähnlichen Wege in regulinischer Form und ohne Verunreinigung
der Legierung durch das Reduktionsmittel, indem Calcium-Magnesium-Legierungen, und
zwar vorzugsweise solche eines Zusammensetzungsbereichs von zwischen to und 6o 0"o
llagnesiuin und 6o und .lo 0,,o Calcium, als Reduktiolismittel verwendet -werden.
Obwohl nämlich der Schmelzpunkt von Schlacken, die die Oxyde des Calciums: und des
Magnesiiuns beide gleichzeitig
enthalten, nur verhältnismäßig wenig
unterhalb des Schmelzpunktes dieser reinen Oxyde liegt, wurde die überraschende
Beobachtung gemacht, daß bei der Verwendung von Calcium-Magnesium-Legierungen als
Reduktionsmittel nach Art der Aluminothermie sich verhältnismäßig leichtflüssige
Schlacken bilden, die eine glatte Trennung der letzteren von der entstandenen Metallegierung
gestatten. Gleichzeitig wird der Vorteil erzielt, daß die Verdampfungsverluste,
die bei Verwendung von Caldum bz-v. Magnesium als einzigem Reduktionsmittel wegen
des hohen Dampfdruckes dieser Metalle auftreten, bei Verwendung der Legierungen
gemäß Erfindung wesentlich herabgesetzt werden. Endlich wird insbesondere bei der
Herstellung von Eisen-Beryllium-Legierungen eine Verunreinigung der entstehenden
Legierung durch etwa im -Überschuß verwendetes Reduktionsmittel vermieden, da weder
Calcium noch Magnesium im Eisen löslich sind und zudem bei den hier in Frage kommenden
Telnperaturen weitgehend verdampfen.
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Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, etwa io bis 2o 0,'o der zur Reduktion
verwendeten Magnesium-Caldum-Legierungen durch Aluminiumgrieß oder eine zerkleinerte
Aluminium-Magnesium-Legierung zu ersetzen, wobei überraschenderweise eine Verunreinigung
des Erzeugnisses durch Aluminium noch nicht eintritt, während andererseits der Schmelzpunkt
der Reduktionsschlacke durch die Gegenwart von Tonerde noch -weiter erniedrigt -wird.
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Zur Erhöhung der Umsetzungswärme kann man im Bedarfsfalle den Reaktionsmischungen
in bekannter Weise Chlorate oder Peroxyde zufügen.
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Als berylliumhaltige Ausgangsproduktekönnen alle reduzierbaren Berylliulnverbindungen,
insbesondere Oxyde und Halogensalze, Verwendung finden. Zur Erzielung einer dünnflüssigeren
Schlacke können in bekannter Weise Zuschläge von Flußspat, Tonerde usw. zugegeben
werden. Beispiel i 14 Teile Berylliumoxyd, 55 Teile 11lagnetit, 7 Teile Eisenoxyd,
39 Teile Ca-Mg-Leg. 5o/50, 4. Teile auminiumgrieß werden innig gemischt und in einem
feuerfesten Tiegel durch Zündung zur Reaktion gebracht. Man erhält .einen Metallregulus
mit 8,7 % Beryllium, 9o,4 o'o Eisen, o,i % Aluminium, o,5 0;o Silicium.
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Beispiel e 9o Teile Derylliumfluorid, 232 Teile Magnetit, So Teile
Eisenoxyd, 275 Teile Ca-Mg-Leg. 5o/5o werden innig gemischt und in einem feuerfesten
Tiegel durch Zündung zur Reaktion gebracht. Man ge#Ivilmt eine regulinische Legierung
mit 7,8 o;ö Beryllium, 947 oio Eisen, o, -2 i o/o Silicium.