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Verfahren und Masse zur Herstellung von Zündkerzensteinen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zündkerzensteinen aus Massen, die einen
dichten Scherben bei Brenntemperaturen um isoo° C ergeben.
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Bekanntlich können derartige Massen vorwiegend aus einem oder mehreren
hochfeuerfesten Stoffen bestehen, sofern die Masse einen Zusatz von sogenannten
Flußmitteln erhält. Als bekannte Flußmittel sind Alkali-und Erdalkalisilikate, wie
z. B. Feldspat, oder andere meist kieselsäurehaltige Verbindungen, die leicht schmelzen
oder mit anderen Massebestandteilen leicht schmelzende Verbindungen eingehen, zu
nennen. Unter anderem sind als Flußmittel für Magnesiumsilikate Zeolithe vorgeschlagen
worden.
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Bei der Herstellung von Zündkerzensteinen ist ein Erzeugnis anzustreben,
das eine Anzahl von Eigenschaften, insbesondere Feuerfestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit,
elektrische Isolierfähigkeit, auch bei hohen Temperaturen in größtmöglichem Ausmaß
in sich vereinigt. Soweit man bisher Korund als Hauptstoff zur Herstellung von Zündkerzensteinen
verwendet hat, war man der Meinung, daß Flußmittel der eben erwähnten Art einen
ungünstigen Einfluß auf die bei diesem Erzeugnis zu fordernden besonderen Eigenschaften
haben und hat daher vorgeschlagen, auf jedes Flußmittel zu verzichten und den Korund;'
der, fein gemahlen, zu j Kerzensteinrohlingen verformt werden kann, lediglich durch
die Einwirkung von Wärme zum fertigen Zündkerzenstein zu sintern. Die zu solcher
Sinterung erforderlichen Temperaturen liegen jedoch sehr hoch, die Verformung der
Massen ist schwierig, das Verfahren daher wirtschaftlich und technisch unbefriedigend.
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Demgegenüber lassen sich gemäß der Erfindung Zündkerzensteine aus
Massen, die außer dem Hauptbestandteil Korund noch ein Flußmittel enthalten und
die einen dichten Scherben schon bei Brenntemperaturen um i5oo° C ergeben, in wirtschaftlich
und technisch befriedigender Weise dadurch herstellen, daß als Binde- oder Sinterungsmittel
solche natürlichen Zeolithe oder künstlichen Permutite verwendet werden, bei denen
die Alkalioxyde durch Erdalkalioxyde und gegebenenfalls die Kieselsäure durch Titanoxyd
mindestens teilweise ersetzt sind.
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Unter Zeolithen und Permutiten werden hierbei die zum Basenaustausch
befähigten chemischen Verbindungen von der folgenden Zusammensetzung verstanden:
x Mol Si 02 - i Mol Ale 0, - i Mol Nag O -y Mol H2 O.
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In dieser Formel bedeutet x eine beliebige ganze Zahl, während y eine
beliebige Zahl, die nicht notwendig eine ganze sein muß, darstellt. An die Stelle
von Natriumokyd (Na, 0) kann jedes andere Alkalioxyd, z. B. Kaliumoxyd (K,0),
treten. Gemäß der Erfindung sind solche Zeolithe oder Permutite
als
Sinterungsmittel--für Korund zu verwenden, bei denen das Alkalioxyd mindestens teilweise
durch Erdalkalioxyd ersetzt ist und bei denen gegebenenfalls auch die Kieselsäure
(Si 02) teilweise oder ganz durch äquivalente Mengen Titanoxyd (Ti 02) ersetzt sein
kann.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann dadurch ausgeübt werden, daß
die Formmasse aus fein gemahlenem Korund und einem Bindemittel hergestellt wird,
das im wesentlichen aus Zeolithen oder Permutiten besteht und beim Brennen der Formmasse,
in, geglühtem Zustand, als Sinterungsmittel dient. Das Bindemittel, mittels dessen
die Formmasse hergestellt wird, kann auch die Zeolithe oder Permutite ganz oder
teilweise in bereits geglühtem Zustand enthalten.
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Zeol'ithe finden sich in der Natur als meist auf hydrothermalem Wege
gebildete, kristallisierte Mineralien vor. Sie können, gegebenenfalls ohne weitere
Vorbereitung, zur Durchführung des neuen Verfahrens herangezogen werden.
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Permutite können auf bekannte Weise durch Zusammenschmelzen gewisser
Stoffe, insbesondere Kieselsäure, Feldspat, Ton und Alkalien oder Erdalkalien, und
nachfolgende Behandlung der erhaltenen glasigen Silikatkörper mit Wasser gewonnen
werden.
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Permutite bilden sich auch während der nassen keramischen Aufbereitung
von Bindemittel lbzw. Formmasse, wenn als wesentlicher Bestandteil des Bindemittelversatzes
ein Silikatglas von entsprechender Zusammensetzung gewählt wird. Beim Brennen einer
mit einem solchen Bindemittel hergestellten, vorwiegend Korund enthaltenden Formmasse
werden die neben Korund vorhandenen Permutite geglüht und wirken in diesem Zustand
als Sinterungsmittel. Dementsprechend kann als Bndemittelversatz im wesentlichen
ein Stoffgemenge verwendet werden, das beim Aufbereiten des Bindemittels oder der
Formmasse Permutite bildet.
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Die beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung
lassen geringe Zusätze die Bildsamkeit fördernder Stoffe zum Bindemittel, z. B.
von Ton, zu.
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Eine Masse, bestehend aus ungefähr 8o bis 97 Gewichtsprozent Korund
und 3 bis 2o Gewichtsprozent eines zeolithischen oder permutitischen Binde- oder
Sinterungsmittels, enthält ihre Bestandteile in einem zur Herstellung von Zündkerzensteinen
geeigneten Mengenverhältnis.
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Die Masse sintert schon bei Brenntemperaturen um i5oo° C. Die Höhe
der Brenntemperatur ist naturgemäß von der jeweiligen Zusammensetzung der Masse
abhängig, wobei zweckmäßigerweise, je geringer der Gehalt an Bindemitteln ist, um
so höhere Temperaturen zur Erzeugung eines dichten Scherbens eingehalten werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung bringt bedeutende Vorteile wirtschaftlicher
Natur. Die Brenntemperatur ist gegenüber derjenigen Temperatur, die beim Sintern
reinen Korunds einzuhalten ist, wesentlich herabgesetzt, die Masse ist leicht verformbar
und ergibt sowohl beim Verformen wie beim Brennen wenig Ausschuß. Die gemäß der
Erfindung hergestellten Zündkerzensteine haben annähernd die gleichen vorzüglichen
Eigenschaften wie der Hauptstoff Korund selbst-und können sogar den bekannten Kerzensteinen
aus reinem, gesintertem Korund in mancher Hinsicht, z. B. in bezug auf thermische
Festigkeit, überlegen sein.