DE760259C - Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstaende - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände Bei der Herstellung von gebrannten Massen mit mehr als 70'/o Speckstein entsteht im Scherben das Magnesiümmetasilikat in kristallinierter Form. Die Bildung dieser Verbindung beginnt schon bei 8oo° gleichzeitig mit dem Entweichen des Hydratwassers aus dem Talkmolekül. Im weiteren Verlauf des keramischen Brandes wird dann mit Hilfe der zugesetzten Sinterungsmittel die Bildung eines dichten Scherbens erreicht. Dieses dann im Scherben vorliegende Magnesiummetasilikat wurde bisher als Klinoenstatit bezeichnet. Neuere eingehende Untersuchungen an technischen Steatitmassen haben jedoch gezeigt, daL3 die auf diese Weise hergestellten gebrannten Steatitprodukte das Magnesiummetasilikat nicht in der Form des stabilen Klinoenstatits enthalten, sondern in der Form des instabilen Protoenstatits (ß-Mg Si 03, Metatalk, Mesoenstatit). Die Untersuchungen haben weiter ergeben, daB der Protoenstatit sich in Klinoenstatit umwandeln kann, und zwar unter Volumenänderung. Dies tritt bei gebranntem, praktisch reinem Talk sogar spontan bei gewöhnlicher Temperatur auf, während bei gebrannten technischen Steatitmassen infolge der Schutzwirkung der Zusätze, insbesondere der umgebenden Glasphase, die Umwandlung bei gewöhnlicher Temperatur im allgemeinen nicht erfolgt. Es wird jedoch öfter beobachtet, daß solche Nassen bei etwas zu hohem Ausbrand die Umwandlung noch im letzten Teil ihrer Brennperiode erfahren und dann stark zermürbt aus dem Ofen kommen. Da nach der Umwandlung der neu entstandene Klinoenstatit in Form relativ großer, mikroskopisch gut erkennbarer Kristalle auftritt, hat man diese Erscheinung auch als kristalliner Zerfall bezeichnet. Obwohl man im allgemeinen gelernt hat, diesen kristallinen Zerfall bei technischen Steatitprodukten zu vermeiden, bedeutet das Vorhandensein des instabilen Protoenstatits (fl-l g Si 03, lietatalk, Mesoenstatit), insbesondere bei Verwendung der gebrannten Gegenstände bei höheren Temperaturen, eine Gefahr insofern, als die absolute Konstanz der mechanischen Eigenschaften solcher Massen nicht gewährleistet ist.
• Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß bei der Herstellung technischer Steatiterzeugnisse die Körper so lange und so hoch gebrannt werden, daß das Magnesiummetasilikat aus der unbeständigen Protoenstatitform in die beständige Klinoenstatitform unter Bildung eines dichtgesinterten Scherbens übergeht.
• Wird z. B. ein natürlicher Speckstein bei einer Temperatur über iq.5o° während einer Gesamtbrenndauer von über 24 Stunden, beispielsweise 36 Stunden lang, gebrannt, so tritt eine Umwandlung des Protoenstatits in den Klinoenstatit ein. Hierbei sind je nach dem Gehalt an natürlichen Beimengungen des Ausgangsmaterials Temperatur und Zeit in gewissen Grenzen zu ändern, um die Entstehung eines dichten Scherbens zu gewährleisten.
• Verwendet man zur Erzeugung von technischen Steatitprodukten in üblicher Weise den Speckstein mit Versatzstoffen, so wird man hierzu solche auswählen, die nicht als starke Flußmittel wirken und deshalb die Durchführung des Brandes bei den gewünschten hohen Temperaturen zulassen. Für diesen Zweck sind besonders solche Verbindungen geeignet, die mit dem Klinoenstatit isomorph sind. Diese Verbindungen wirken als Kristallkeime, die die Umwandlung des Protoenstatits in Klinoenstatit günstig beeinflussen. Als besonders geeignet hat sich der Diopsid erwiesen, offenbar deshalb, weil von ihm eine Modifikation von Protoenstatitstruktur nicht existenzfähig ist. Als weiteres Beispiel in dieser Hinsicht sei der Klinoenstatit selbst angeführt. Diese Zusätze können als fertige Verbindungen unmittelbar in die Masse eingeführt oder auch aus den zugegebenen Einzeloxyden erst im Brand gebildet werden. Ein bestimmterAnteil der zugegebenen Oxyde oder Verbindungen bildet im Brand mit dem primären Magnesiummetasilikat eutektische Schmelzflüsse, die beim Abkühlen nicht vollständig wieder kristallisieren, sondern als Glasphase eine starke verkittendeWirkung auf die Kristallite ausüben. Sollen die Zusätze in fertig vorgebildeter Form einer 'Masse zugegeben werden, so empfiehlt es sich, sie nach einem dem Hauptverfahren entsprechenden Verfahren vorher herzustellen. Zu diesem Zweck kann also reiner Speckstein so lange und so hoch gebrannt werden, bis er während des Brandes oder im Anschluß an den Brand sich umgewandelt hat. Es können aber auch zur Beschleunigung der Umwandlung Zusätze von Calciumoxvd oder anderen Oxyden zugegeben werden, die Diopsidbildung bewirken und die eine Umwandlung bei tieferen Temperaturen ermöglichen.
• Soll in bekannter Weise die Masse zur besseren Bindung auch mit Ton versetzt werden, so ist eine Erhöhung der isomorphen Beimengungen oder des diesen entsprechenden Ausgangsgemenges notwendig. Als vorteilhaft haben sich im Falle des Zusatzes von Diopsid allein 3 bis 2o % des Gesamtversatzes erwiesen. Bei Gegenwart von Ton, der in einem Verhältnis von 2 bis io% zugesetzt wird, ist es zweckmäßig, Diopsid in größeren Mengen zuzugeben als Ton.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände durch Formen und Brennen von Massen aus 7o bis 90% Speckstein oder Talk, Binde- und Sintermittel, dadurch gekennzeichnet, daß so lange und so hoch (etwa 1d.50° C oder darüber) gebrannt wird, daß das während der Anheizzeit in Protoenstatitform gebildete Magnesiummetasilikat in die Klinoenstatitform übergeht und daß gegebenenfalls bei Anwendung niederer Brenntemperaturen zur Förderung dieses Überganges als Sintermittel Diopsid oder Klinoenstatit der Masse zugesetzt wird oder Stoffe, die solche mit Klinoenstatit isomorph kristallisierende '-erbindungen beim Brennen bilden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Diopsid in Mengen von mehr als io bis 2o 0% des Gesamtversatzes verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zusatz von Ton der Diopsid und die anderen Diopside od. dgl. bildende Sinterungsmittel in Mengen zugegeben werden, die größer sind als der Tonzusatz. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 133 411, 544 681, 571 891, 6o5 237, 635 236 französische Patentschriften Nr. 6o5 037, 76176:2; österreichische Patentschrift Nr. 9q.010; britische Patentschrift Nr. 2q.283 vom Jahre 1893; Eitel, Physikalische Chemie der Silikate, 1929, S. 289 bis 292.