DE715840C

DE715840C - Process for the production of ceramic filters, diaphragms and the like Like. with partly dense, partly porous structure

Info

Publication number: DE715840C
Application number: DEH159952D
Authority: DE
Inventors: Dr Robert Schwarz
Original assignee: HALDENWANGER PORZELLANMANUFAKT
Current assignee: HALDENWANGER PORZELLANMANUFAKT
Priority date: 1939-06-27
Filing date: 1939-06-27
Publication date: 1942-01-08

Description

Verfahren zur Herstellung keramischer Filter, Diaphragmen u. dgl. mit teils dichtem, teils .porigem Gefüge Die Erfindung betrifft die Herstellung keramischer Filter, Diaplragmenü. dgl., von denen bestimmte Teeide ein,' dichtes b:zw. dicht gesintertes Gefüge, aridere Teile dagegen einporiges Gefüge aufweisen. Als- derartige Erzeugnisse 'komnmen z:@ B. auch Filtertiegel, Filterkerzen, Filterplatten in Frage. In allen diesen Fällen soll eine Flüssigkeit- durch den porig gehaltenen Teil des keramischen Körpers hindurchtreten. Dieser Flüssigkeitsdurchtritt kann sich aber immer nur auf -bestimmte Teile des Körpers beschränken; da die anderen zur sicheren Handhabung, zur Befestigung inpparaten;Geräten,. Maschinen usw. dienen müssen. Würden auch diese Teile,ein poriges Gefüge aufweisen,' so wäre es unvermeidlich, daß sich die. Poren mit Flüssigkeit, z. B. Säuren, Salzen, Lagen, anfüllen, die dann später nur schwierig zu 6ntfernen . sind, Dicht "gesinterte keramische Erzeugnisse, die -einen porigen Teil besitzen, sind an sich bekannt. Diese bekannten. Erzeugnisse werden aber mehrstückig ausgeführt; d. h. aus einem po4g- brennenden und einem dicht brennenden Teil aufgebaut, wohez '.entweder diese verschiedenartig gestalteten -Massen vor dem Brande miteinander vereinigt werden oder aber das Z:usammmfügen nach dem Brennen der Einzelteile geschieht.Process for the production of ceramic filters, diaphragms and the like. with partly dense, partly .porigem structure. The invention relates to production ceramic filter, slide menu. Like., of which certain tea tides a 'dense respectively. densely sintered structure, arid parts, on the other hand, have a single-pore structure. Such products include, for example, filter crucibles, filter candles, filter plates in question. In all of these cases a liquid should be kept through the porous Pass part of the ceramic body. This liquid passage can but always limit yourself to certain parts of the body; there the other for safe handling, for fastening inpparaten; devices ,. Machines etc. serve have to. If these parts also had a porous structure, it would be inevitable that the. Pores with liquid, e.g. B. acids, salts, layers, fill the then difficult to remove later. are "tightly" sintered ceramic products, which have a porous part are known per se. These well-known. Products but are made in several pieces; d. H. from a po4g-burning and a dense burning part built up, wohez '. Either these differently shaped masses be combined with each other before the fire or the Z: join together after the Burning of the items happens.

Beim Verfahren, der Eifindung wird die Masse praktisch einheitlich aufgebaut, find es wird die, gewünschte Porigkeit an einzelnen Stellen nach der Dichtsinterurg des Gerätes durch' eine besondere Behandlung bewirkt. Bei Tonkörpern ist es bekannt, eine Porösität dadurch hervorzurufen, daß der Ton mit Carbonaten vermengt, die Masse gebrannt und das Carbonat dann durch verdünnte Säure herausgelöst wird. Anschließend wird ein Teil der so erzielten Poren durch Imprägnieren des Körpers mit Teer o. dgl. und trockene Destillation mit Kohlenstoff actsgefüllt. Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß nach der Behandlung Zeit verdünnter Säure -noch 'konzentrierte Salzsäure angewandt -wird, -um alle löslichen Bestandteile auszuziehen. Diese Arbeitsweise ist jedoch nur auf nichtgesinterte Tongegenstände anwelidbar, denn beim Sintern würde der Kalk oder die Magnesia des Carbonates mit dem Ton in Reaktion treten und Verbindungen bilden, die nachträglich nicht wieder mit Salzsäure herausgelöst werden könnten.In the process of finding, the mass becomes practically uniform built up, you will find the desired porosity at individual points according to the Dense sintering of the device caused by a special treatment. at Clay bodies are known to cause porosity in that the clay with The carbonates are mixed, the mass is burned and the carbonate is then diluted with acid is released. Subsequently, some of the pores obtained in this way are impregnated of the body with tar or the like and dry distillation with carbon acts filled. The method can also be carried out so that after the treatment time dilutes Acid - still concentrated hydrochloric acid - is applied to all soluble components take off. However, this method of working is only applicable to non-sintered clay articles because the lime or the magnesia of the carbonate would be with the sintering react to the tone and form connections that cannot be restored afterwards could be dissolved out with hydrochloric acid.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bezieht sich demgegenüber auf dicht gebrannte, also gesinterte 'lceselsäurehaltige Gegenstände, z. B. aus Porzellan, und verzichtet auf besondere, für das Porösmachen dienende Zusätze, wie Carbonate. Es können vielmehr grundsätzlich ohne zusätzliche Behandlung solche Massen silicatischer Natur verarbeitet werden, in denen Silicate als Aluminium-. oder Magnesiumsilicate vorliegen bzw. die ganz oder teilweise aus kieselsäurehaltigen b@iw. -reichen Gläsern bestehen, oder auch solche, in denen Kieselsäure als solche vorliegt. Es ist aber nur erforderlich, daß das Erzeugnis bzw. der Scherben dieses teilweise aus Kieselsäure bzw. Silicaten besteht.The method according to the invention, on the other hand, relates to dense Fired, i.e. sintered, lceselic acid-containing objects, e.g. B. made of porcelain, and dispenses with special additives such as carbonates that are used to make porosity. Rather, such masses can be made more silicate in principle without additional treatment Naturally processed in which silicates as aluminum. or magnesium silicates are present or which are wholly or partly composed of silicic acid-containing b @ iw. - rich glasses exist, or even those in which silica is present as such. But it is it is only necessary that the product or the shards are partly made of silica or silicates.

Die Erfindung gründet sich darauf, daß Flußsäure Kieselsäure aus dicht gebrannten Massen herauslösen kann, andere Bestandteile dagegen wesentlich schwerer angegriffen werden sowie weiter darauf, daß Kieselsäure in freiem Zustande, Kieselsäure in Form eines Glases und Kieselsäure in Form eifies Silicatkristalls sich verschiedenartig gegenüber dem Angriff von Flußsäure oder sauren Fluoriden verhalten.The invention is based on the fact that hydrofluoric acid is made of dense silica can dissolve fired masses, but other components are much more difficult attacked as well as the fact that silicic acid in the free state, silicic acid in the form of a glass and silica in the form of silicate crystal eifies themselves differently withstand attack by hydrofluoric acid or acidic fluorides.

Verhältnismäßig am' raschesten werden von Flußsäure und sauren .Fluoriden kieselsäurereiche Gläser und freie Kieselräure angegriffen, sehr langsam dagegen kristallisierte Silicate, insbesondere Sillimanit und Mullft.Hydrofluoric acid and acidic fluorides are relatively quickest Silica-rich glasses and free silicic acid attacked, but very slowly crystallized silicates, particularly sillimanite and mullft.

Die Erfindung macht iiim von dieser verschiedenartigen Angriffsfähigkeit bzw. Lösefähigkeit verschiedener Kieselsäureform@en durch Flußsäure oder saure Fluoride zielbewußt Gebrauch. Die erfindungsgemäß hergestellten dicht gesinterten Massen -werden der Einwirkung von Flußsäure oder sauren Fluoriden ausgesetzt, und man hat es durch Wahl der Konzentration des Einwirkungsmittels, durch Wahl der Temperatur und Einwirkungszeit je nach Wunsch in der Hand, `.' einen größeren oder kleineren Anteil der Masse - herauszulösen und dadurch das Gefüge an den dafür bestimmten- Stellen mehr oder weniger porig _ zu gestalten.The invention makes it possible to use these various types of attack capability or the ability to dissolve various forms of silica with hydrofluoric acid or acidic fluorides purposeful use. The densely sintered masses produced according to the invention -are exposed to the action of hydrofluoric acid or acid fluorides, and one has it by choosing the concentration of the agent, by choosing the temperature and exposure time in your hand as you wish, `. ' a bigger or smaller one Proportion of the mass - to be detached and thereby the structure of the Make places more or less porous _.

Vorzügliche Ergebnisse sind beispielsweise erhalten worden mit einer aus -weitgehend fein gemahlenen Stoffen bereiteten Hartporzellann-la.sse,, die nach dem Schrühbrande bei solchen Brenngraden gebrannt worden ist, daß sich ein dichtes Skelett von Mullitnadeln (mikroskopisch leicht zu erkennen) ausbildete. Besonders :günstig haben sich Hartporzellanmassen verhalten, die einen höheren Quarzanteil enthielten, die also in ihrer Zusammensetzung üblichen Elektroporzellanen ;entsprechen.Excellent results have been obtained, for example, with a Hard porcelain la.sse ,, prepared from largely finely ground materials the biscuit fire has been fired at such degrees of fire that a dense Skeleton of mullite needles (easy to see under the microscope). Particularly : Hard-paste porcelain bodies with a higher quartz content have behaved favorably contained, which correspond in their composition to common electroporellants;

Zu nennen sind weiter Massen, die neben. Ton bzw. Kaolin, Feldspat und Quarz auch mehr oder weniger große Anteile an fein verteilter Tonerde; als calcinierte Tonerde oder Korund in die Masse eingeführt, enthalten.Also to be mentioned are the masses next to. Clay or kaolin, feldspar and quartz also more or less large proportions of finely divided alumina; than calcined Alumina or corundum introduced into the mass contain.

Der Fertigungsgang besteht also aus. Massebereitung, Formung, Trocknung, einfachem oder doppeltem Brand, Behandlung mit Flußsäure oder sauren Fluoriden. Bezüglich der Formung ist zu erwähnen, daß diese in jeder beliebigen Art, beispielsweise durch Gießen, Drehen, Ziehen, Stanzen, erfolgen kann.The production process consists of. Mass preparation, shaping, drying, single or double fire, treatment with hydrofluoric acid or acid fluorides. With regard to the shaping, it should be mentioned that this can be done in any desired manner, for example by casting, turning, drawing, punching, can be done.

Unter Umständen kann durch die Behandlung mit Flußsäure oder sauren Fluoriden zwecks Erzielung einer bestimmten Porigkeit dieser Teil des Gerätes stark geschwächt werden, so daß .es wünschenswert erscheint, eine Verstärkung vorzunehmen. Dafür egibt es verschiedene Möglichkeiten. Die eine besteht darin, nach der Behandlung mit Flußsäure oder sauren Fluoriden in die porig gestaltete Masse Stoffe einzubringen, cjie mit Bestandteilen des Scherbens bei entsprechend geführtem Brande- Verbindungen eingehen. Zweckmäßig werden solche Stoffe in die pioxrig ,gemachte Masse eingeführt, die schon bei verhältnismäßig niederer Temperatur verfestgend wirken.Under certain circumstances, treatment with hydrofluoric acid or acidic Fluorides are used in this part of the device to achieve a certain porosity are weakened, so that it appears desirable to make a reinforcement. There are various ways of doing this. One is after treatment to introduce substances into the porous mass with hydrofluoric acid or acid fluorides, cjie with constituents of the body with appropriately conducted Brande connections enter. Appropriately, such substances are introduced into the pioxrig, made mass, which have a solidifying effect even at a relatively low temperature.

Dazu sind neben Kieselsäure als solcher Alkalisilicate, z. B. Wasserglas, verwendbar. Ein weiterer Behandlungsstoff, der eine vorzügliche Wirkung ergibt, ist Glycernborsäure hzw: Glycerinborsäureester. Die Benutzung dieses Stoffes bietet die Möglichkeit, bei besonders niedrigen Temperaturen arbeiten zu können..For this purpose, in addition to silica as such, alkali metal silicates, e.g. B. water glass, usable. Another treatment substance that gives an excellent effect, is glycerol boric acid or: glycerol boric acid ester. The use of this substance offers the possibility of working at particularly low temperatures ..

Zu erwähnen ist ferner als verwendungs@-fähig der Kolloidantel von Ton, Kaolin-,, Bentonit und ähnlichen Stoffen. Auch Tonerdegel ist brauchbar.Mention should also be made of the colloid shell of Clay, kaolin, bentonite and similar materials. Alumina gel can also be used.

Es sei schließlich dann noch angefügt, daß die erfindungsgemäß herzustellenden Er- ; zeugnisse in dem dichten Teil auch mit einer Glasur versehen werden können, die zweck- . mäßig vor dem Glattbrande aufgebracht wird, und daß andererseits die dicht brennenden Teile der Gegenstände bei der Flußsäurebehandlung durch :einen Wachs- oder Paraffinüberzug oder :einen Überzug aus anderen undurchlässigen Stoffen, wie z. B. Lokken, geschützt werden können. `Das empfiehlt sich besonders, wenn .glasierte Gegenstände hergestellt und der Flußsäurebehandlung unterworfen- werden.Finally, it should be added that those to be produced according to the invention He-; certificates can also be glazed in the sealed part, the purpose . is applied moderately before the burnout, and that on the other hand, the tightly burning parts of the objects in the hydrofluoric acid treatment by: a wax or paraffin coating or: a coating of other impermeable Substances such as B. Lokken, can be protected. `This is particularly recommended when .glazed objects are manufactured and subjected to hydrofluoric acid treatment - will.

Ausführungsbeispiel Ein Porzellantiegel geeigneter Form und Scherbenstärke wird nach'Üblichen Verfahren in. glasiertem Zustande fertiggestellt. Er wird nunmehr mit einer schützenden Masse von Wachs; Paraffin, Köllodium o. dgl. über-. zogen. Der Schutzüberzug wird -entweder so aufgebracht, daß der Tiegelboden innen und außen frei bleibt, oder aber er wird zunächst vollständig mit der -Masse überzogen, die dann an den Stellen des Tiegelboden:s entfernt, z. B. abgekratzt, wird. Der so vorbehandelte Tiegel wird in ein Bad von wäßriger, z. B. q.5 ö/oiger Fleißsäure eingestellt und darin einige Zeit bei Zimmertemperatur belassen. Bei Behandlung einer quarzreichen Masse genügt im . allgemeinen eine Einwirkungsdauer von 3 Sauiden, bei einer tonerdereichen Klasse ist die Behandlungszeit bis zu io Stunden zu verlängern. Nach dieser Behandlung wird der Tiegel mit Wasser gewaschen, gegebenenfalls im Ofen gebrannt, der porig gewordene Teil mit Glycerinb.orsäure getränkt und nunmehr einem Brande -hei Temperatur von etwa 85o bis 9 5o° C ausgesetzt. 4n Stelle des Bades von wäßrger Flußsätwe @kann auch die Lösung eines sauren Fluorides; z. B: eine gesättigte Läsung von saurein Kalitunfluorid, benutzt werden. In . diesem Falle: ist Erwärmen, z. B. auf 50°C, während der Behandlung zweckimäßäg. .EXEMPLARY EMBODIMENT A porcelain crucible of suitable shape and thickness is manufactured in a glazed state using customary methods. He is now covered with a protective mass of wax; Paraffin, köllodium or the like. pulled. The protective coating is either applied in such a way that the crucible bottom remains free inside and outside, or it is first completely covered with the mass, which is then removed at the points of the crucible bottom, e.g. B. scraped off. The so pretreated crucible is in a bath of aqueous, z. B. set q.5 o / oiger diligence and leave it for some time at room temperature. When treating a mass rich in quartz, im is sufficient. generally an exposure time of 3 sauids, with a class rich in clay the treatment time can be extended up to 10 hours. After this treatment, the crucible is washed with water, optionally burned in the furnace, the porous part of which has become impregnated with Glycerinb.orsäure and now a fire -hei temperature of about 85o exposed to 9 5o ° C. In place of the bath of watery river sowing a solution of an acidic fluoride can also be used; z. B: a saturated solution of acidic potassium fluoride can be used. In . in this case: is heating, e.g. B. to 50 ° C, during the treatment Zweckimäßäg. .

Claims

PATENT CLAIMS: _ i. Process for the production of ceramic filters, diaphragms o. The like. With a partially tight; Partly p, ori; gem structure through the action of acid on parts of the fired body, characterized in that a densely fired object produced from a densely burning silicic acid-containing mass with hydrofluoric acid or acid fluorides on previously determined parts, optionally with other parts covered with wax, Paraffin or the like is treated, or the parts exposed to the action of hydrofluoric acid show the desired degree of porosity. -a. Method according to claim i, characterized in that hard-paste porcelain, especially keselräurereche; can be used as starting materials. 3. The method according to claim i and a, characterized in that 'that the parts made porous by Fluß.äureeinwirlrung' by substances which react with constituents of the remaining body at high temperature, such as x. B. colloidal silica or glycerol boric acid, soaked and the objects are then mechanically solidified by heating.