DE605237C - Verfahren zur Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten von specksteinhaltigen keramischen Massen aller Art und anderer keramischer Massen mit Magnesiumbestandteilen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten von specksteinhaltigen - keramischen Massen aller Art und anderer keramischer Massen mit Magnesiumbestandteilen Es ist bekannt, daß die physikalischen Eigenschaften von Steatit in sehr vielen Beziehungen besser sind als die von Porzellan, Steinzeug usw. Nur in einem wesentlichen Punkte verhält sich Steatit ungünstiger: sein Ausdehnungskoeffizient ist ungefähr doppelt so Ogr -3 als der von Porzellan oder Ste inzeug. Es isf nüri_gelungen, diesen Mangel des Steatits zu beheben und dadurch diesen Werkstoff zu einem hochwertigen keramischen Material für technische Zwecke zu machen. Dieses Ziel wird durch Auswahl geeigneter Zusammensetzungen und zielbewußtes Brennen erreicht. Es ist bereits bekannt, den rohen Speckstein in gemahlenem Zustand mit Kaolin, Ton, Feldspat, ganz allgemein den verschiedensten Aluminiumverbindungen gemischt zu verarbeiten, verformen, brennen usw. Hierbei erhält man Massen, die fast- ausschließlich aus Enstatit (Mg0 .Si0-2, rhombisch) oder Klinoenstat_it (MgÖ # SiO@, monoklin) oder aus beiden Kristallarten bestehen. und irgendeine dritte amorphe oder kristallinische Phase nicht erkennen lassen.- Geht man jedoch mit dem Gehalt an Aluminiumverbindungen über die bisherige, im Buche >3S i-n g e r , Die Keramik im Dienste von Industrie und Volkswirtschaft«, Braunschweig 1923, 3.4o4, Zeilen 33 bis 39; beschriebene Grenze hinaus und stellt die Brenndauer -innerhalb der Grenzen io bis 72 Stunden und die_Brenntemperatur_z«scheni too und r55o°'C nach an sich! bekannten Methoden auf diese tonerdereicheren Mischungen entsprechend ein, s_o entstehen allmählich mindestens drei Phasen. Die erste e__ist_ein Glas. Die zweite Phase sind Kristalle von-typischem Sillimanitcharakter. Als'-dritte Phase treten Enstatitkristalle auf, gelegentlich teilweise oder ganz düreh Forsterit (2 Mg0 # SiO.) ersetzt. Das Glas hat einen Brechungsexponenten zwischen 1,53o bis 1,555. Es sei darauf hingewiesen, daß die als` t bezeichneten Kristalle sich auf chemischem Wege nicht als A4O,,Si02 identifizieren lassen; sie können auch aus Aullit (3 A1_03 # 2 Si02) bestehen. Ihre optische Untersuchung läßt geringe Abweichungen gegen den natürlichen Sillimanit erkennen, so daß nach Maßgabe der optischen Untersuchungen vor- eisenhaltigen Sillimanit= kristallen die -Annahme berechtigt ist, daß es sich hier um Sillimanit bzw. Mullitmischkristalle mit 1Vlagnesiumsilikaten oder Magnesiumtonerdesilikaten handelt. @@-"-Solange man im Dünnschliff der Steatitmischung nur Enstatit und Klinoenstatit erkennen kann, ist der Ausdehnungskoeffizient stets sehr hoch (7 -bis B . zo-6). Erhöht man jedoch den Aluminiumgehalt der Masse, stellt die Brenntemperatur und -dauer hierauf ein, so sinkt mit dem Entstehen der geschilderten drei Phasen der Ausdehnungskoeffizient unter denjenigen des Porzellans.
• Sowohl, die Höhe des Aluminiumgehalts als auch die Brennhöhe und -dauer sind begrenzt; überschreitet man die zulässigen Werte, so entstehen Spinellkristalle, und gleichzeitig mit ihrem Auftreten gehen die erzielten Erfolge verloren. Diese enge Begrenzung des Arbeitsverfahrens bringt einen völlig unerwarteten Erfolg mit sich. Während es bisher nicht gelungen ist, synthetische Steatitmassen industriell zu verwerten, fallen alle Fehler dieser bisher bekannten 'Iassemischufigen im Bereich obiger Grenzen weg. Sorgt man nur dafür, daß die Zusammensetzung, Brenndauer und -höhe so eingestellt werden, daß mindestens die drei geschilderten Phasen (Glas, Sillimanit und Enstatit) entstehen. jedoch Spinelle infolge zu langer Brenndauer oder zu hoher Brenntemperatur noch nicht neu gebildet werden, so kann man Speckstein mit Vorteil durch andere billigere Magnesiumverbindungen ersetzen. Da es für Speckstein nur ein einziges verarbeitungswürdiges Vorkommen auf der Erde gibt, so bedeutet diese Ersatzmöglichkeit einen großen technischen Fortschritt. Beispiel -Besonders gute Resultate werden beispielsweise erhalten, wenn man folgende Mischung Göpfersgrüner Speckstein ; 40 0'0, Zinzendorfer Edelton . . 2; (),'0. und Tonerdehydrat . . . . . 33 0:0 auf XLaßtrommelmühlen so fein mahlt, daß die Gesamtmischung das 49oo-Maschensieb restlos passiert. Nach der üblichen Entwässerung auf Filterpressen läßt sich diese 'fasse sowohl in plastischem Zustande durch Drehen verarbeiten, durch Alkalizusatz in einen Schlicker umwandeln und gießen oder nach völliger Trocknung durch hohen Druck formen. Die rohen Formlinge werden 24 bis 27 Stunden lang bei S. K. i i gebrannt.
• Innerhalb der geschilderten engen Begrenzung lassen sich lIagnesiumverbindungen teilweise durch andere Erdalkaliverbindungen ersetzen, ohne daß die guten Eigenschaften wesentlich verschlechtert werden. Selbstverständlich kristallisieren dann an Stelle von Enstatit und Forsterit die entsprechendes. Silikatmischkristalle aus, während Sillimanit oder Mullit gegebenenfalls in entsprechende Doppelverbindungen übergehen. Beispiele von Versätzen i. Speckstein . . . . 3o bis 70 0;ö, ZinzendorferEdelton 15 - 4o ob und Tonerdchy drat . . 15 - 5 o o'o ; . 2. Magnesit . . . . i o - 4o oho, Zllizendorfer Edelton 3o. - 9o o'o und Tonerdehy drat . . o - 30 0'o ; 3. Bariumsulfat . . . i o - 3o0 o, Magnesit . . . . to - 3o a'o und ZinzendorferEdelton .'ö - So o'o; 4. Dolomit . . . . . 1o - 40 0-*o und Zcttlitzer Kaolin . . 6o - 9o 0'o.

Claims (4)

1. PATEN TA NS i'RÜCÜ c:: i. Verfahren zur -Herabsetzung des Ausdehnungskoeffizienten von speeksteinhaltigen keramischen Massen aller Art und anderer keramischer 'Tassen mit Magnesiumbestandteilen mit Gehalten von M 2 g0 . . . 5,z bis 27,8 o'o, Al_Og . i7,6 - 47,
2. 2 Si Ö--, . . . 33,9 - 57,5 °,'o im gebrannten Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß die specksteinhaltigen Ausgangsstoffe mit Aluminiumverbindungen in festem Zustand gemischt und durch keramische Behandlung bis zur Entstehung von mindestens drei Phasen erhitzt werden, von denen die eine ein Glas mit dem Brechungsexponenten 453 bis 1,55 und die beiden anderen Kristallite sind, dergestalt, daß eine Sorte von Kristallen, Sillimannt oder Mullit oder Sillimanit- oder Mullitmischkristalle mit Akzgnesiumsilikaten oder 1Tagnesiumtonerdesilikaten, eine zweite Kristallsorte Enstatit oder Forsterit ist und diese beiden Magnesiumsilikate gegebenenfalls gleichzeitig auftreten, jedoch noch keine Neubildung von Spinell erfolgt. 2. `'erfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch den Ersatz von Speckstein durch andere AIagnesiumverbindungeii.
3. 3. Verfahren nach. Anspruch r und 2, gell'ennzeichnet durch den teilweisen Ersatz von Magnesiumverbindüngen durch eine Erdalkaliverbindung oder mehrere davon. 1,
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch die Bildung von Enstatit und Forsterit entsprechenden Silikaten von einem Erdalkali oder mehreren davon entsprechend Anspruch 3, unter gleichzeitiger eventueller Bildung enfsprechender Sillimanit- oder Mullitmischkristalle.