DE810257C

DE810257C - Process for the production of fully cast ceramic bodies with a uniform body structure

Info

Publication number: DE810257C
Application number: DEST330A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr-Ing Radler
Original assignee: Steatit Magnesia AG
Current assignee: Steatit Magnesia AG
Priority date: 1949-12-07
Filing date: 1949-12-07
Publication date: 1951-08-06

Description

Verfahren zur Herstellung keramischer Vollgußkörper mit einheitlicher Scherbenstruktur , Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Vollgußkörper mit einheitlicher Scherbenstruktur.Process for the production of full ceramic castings with uniform Shard structure, the invention relates to a method for producing ceramic Solid cast body with a uniform body structure.

Beim Gießen keramischer Körper wird flüssiger Massenschlicker in Gipsformen gegossen. Im anschließenden Trockenprozeß gibt der entstehende Formling seine Feuchtigkeit an die ihn umgebende Gipsform ab und erleidet dabei eine Volumenverkleinerung, so daß er schließlich aus der Form herausgenommen werden kann. Eine möglichst gleichmäßige Durchtrocknung des Gußkörpers ist notwendig, um beim nachfolgenden Brennen das Auftreten von Spannungen zu vermeiden, die zur Bildung von Rissen führen. Diese Gefahr ist besonders groß bei Vollgußkörpern mit dickem Scherben und verwickeltem Querschnitt. Die Gipsform entwässert den Gußkörper ungleichförmig, da sie den ihr anliegenden Teilen des Gießschlickers das Wasser stärker entzieht als den von ihr weiter entfernt liegenden Teilen. Der Wassergehalt des Gußkörpers nimmt also von außen nach innen zu, so daß bei starkwandigen gegossenen Formstücken der Fall eintreten kann, daß die.Außenteile bereits fest sind, während Innenteile noch dickflüssig sind. Dies führt zu Spannungen, die sich nach dem Brand in Rissen bis an die Oberfläche des Körpers gehend bzw. in Lunkerstellen zeigen.When casting ceramic bodies, liquid mass slurry is poured into plaster molds poured. In the subsequent drying process, the resulting molding gives its moisture to the plaster of paris form surrounding it and thereby suffers a reduction in volume, so that it can eventually be removed from the mold. As even as possible Thorough drying of the cast body is necessary to prevent it from occurring during the subsequent firing to avoid stresses that lead to the formation of cracks. This danger is especially large for solid cast bodies with thick bodies and an intricate cross-section. The plaster mold drains the cast body non-uniformly, since it adjoins it Parts of the casting slip extract more water than those further away from it lying parts. The water content of the cast body therefore increases from the outside to the inside to, so that with thick-walled molded fittings the case may arise that the outer parts are already solid, while the inner parts are still viscous. this leads to tensions which, after the fire, develop in cracks up to the surface of the Show body walking or in voids.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß dem Innern der Gießmasse ein dissoziierfähiger Pufferstoff zugefügt wird.According to the invention, this disadvantage is eliminated in that the A dissociable buffer substance is added inside the casting compound.

Der Pufferstoff, der gemäß der Erfindung eine schwach dissoziierte Säure, wie stark verdünnte Essigsäure oder stark verdünnte Salzsäure, ist, bewirkt, daß der dickflüssige Schlickerteil das Wasser abstößt und fest wird. -Dieser Vorgang ist folgendermaßen zu erklären: Gießmasse ist alkalisch, d. h. sie hat einen pH-Wert von etwa 8 bis 9. Wird nun den noch flüssigef Teilen des Gießschlickers im Formkörper eine schwach dissoziierte Säure hinzugefügt, d. h. also ein Stoff mit einem pH-Wert von etwa 4 bis 6, so wird der flüssige Gießschlicker fest, da er das in ihm enthaltene Wasser im Wege der Neutralisation abstößt gemäß der chemischen Reaktionsgleichung OH' + H' = 11,0. Durch die Änderung des pH-Werts in einer keramischen Gießmasse nach dem neutralen pH-Wert zu erfährt der Träger der Plastizität, Kaolin bzw. Ton, eine Veränderung dahin gehend, daß seine kolloide Natur durch Ausstoß des Schwammwassers aufgehoben wird. Damit tritt eine , Schrumpfung des Massegefüges ein, deren Umfangvon dem quellfähigen Tonsubstanzgitter abhängt. . Es findet somit eine Neutralisation des Gießschlickers statt.The buffer substance, which according to the invention is weakly dissociated Acid, such as very dilute acetic acid or very dilute hydrochloric acid, has the effect of that the thick part of the slip repels the water and solidifies. -This process can be explained as follows: casting compound is alkaline, i. H. it has a pH from about 8 to 9. Now the still liquid parts of the casting slip in the molding a weakly dissociated acid added, d. H. So a substance with a pH value from about 4 to 6, the liquid casting slip becomes solid because it contains the Water repels by way of neutralization according to the chemical reaction equation OH '+ H' = 11.0. By changing the pH value in a ceramic casting compound after the neutral pH value, the carrier experiences plasticity, kaolin or clay, a change in its colloidal nature by expulsion of the sponge water will be annulled. This results in a shrinkage of the mass structure, the extent of which is depends on the swellable clay substance lattice. . It thus finds a neutralization of the casting slip instead.

Häufig ist beim Gießen keramischer Vollkörper die Verwendung einer Einlagemasse, die als Kernmasse anzusprechen ist, notwendig. Solche plastisch formbare Drehmasse ist neutral und hat einen pH-Wert von 7. Der entsprechende Wasserstoffionenkonzentrationswert stimmt mit dem des die Einlagemasse umgebenden Gießschlickers nicht überein. Dies führt selbst bei absolut gleicher mineralischer Konstitution beider Komponenten zu ungleichförmiger Trocknung und im späteren Brande zu ungleichförmiger Schwindung, was beim keramischen Enderzeugnis Spannungen und sogar Risse hervorruft.When casting solid ceramic bodies, the use of a Inlay compound, which is to be referred to as core compound, is necessary. Such plastically malleable The rotating mass is neutral and has a pH value of 7. The corresponding hydrogen ion concentration value does not match that of the casting slip surrounding the deposit compound. this leads even with absolutely the same mineral constitution of both components to uneven drying and in the later firing to uneven shrinkage, which causes tension and even cracks in the final ceramic product.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß dem Innern der aus Komponenten mit verschiedenen pH-Werten zusammengesetzten Masse ein dissoziierfähiger Pufferstoff zugesetzt wird.These disadvantages are avoided according to the invention in that the interior of the mass composed of components with different pH values a dissociable buffer substance is added.

Der Pufferstoff, der gemäß der Erfindung auch eine Alkali- oder eine . Erdalkalisalzlösung, wie Chlornatrium oder Chlorcalcium,. sein kann, bewirkt, daß die Gießmasse in unmittelbarer Umgebung der Einspritzstelle zu Drehmasse wird, dem pH-Wert 7 nahekommt und als Kernstück die Einlagemasse ersetzt, wobei der Ausgleich in der p$-Wert-Umstellung in einer der Dissoziation entsprechenden breiten Grenzschicht erfolgt und somit die Kernbildung des Gußkörpers spannungsfrei im Reaktionsverlauf der Neutralisation entsteht.The buffer substance, which according to the invention is also an alkali or a . Alkaline earth salt solution, such as sodium chloride or calcium chloride. can be, causes that the casting compound becomes a rotating compound in the immediate vicinity of the injection point, the pH value comes close to 7 and replaces the core of the deposit, whereby the balance in the p $ value conversion in a broad boundary layer corresponding to the dissociation takes place and thus the core formation of the cast body stress-free in the course of the reaction the neutralization occurs.

Das Zusetzen des Pufferstoffs geschieht gemäß der Erfindung durch Injektion mittels einer Injektionsnadel. Die Spitze der Hohlnadel kann wie bei den in der Medizin üblichen Injektionsnadeln ausgeführt sein und auf dem Umfange des Hohlzylinders liegen; sie kann aber auch konisch verlaufen. Auf das der Spitze abgewandte Ende der Hohlnadel wird eine einen Druck ausübende Vorrichtung gesetzt, z. B. ein Gummiball oder eine Kolbenpumpe. Mittels dieser Vorrichtung wird der flüssige Pufferstoff der keramischen Masse durch die in ihr Inneres eingeführte Hohlnadel zugesetzt. Das sich bildende Wasser entweicht aus der durch die Hohlnadel gebildeten Öffnung nach außen, sobald die Hohlnadel herausgezogen wird.The addition of the buffer substance is carried out according to the invention Injection using a hypodermic needle. As with the injection needles customary in medicine and to the extent of the Hollow cylinder lie; but it can also be conical. On the one facing away from the tip At the end of the hollow needle, a pressure-exerting device is set, e.g. B. a Rubber ball or a piston pump. By means of this device, the liquid buffer substance added to the ceramic mass through the hollow needle inserted into it. The water that forms escapes from the opening formed by the hollow needle outwards as soon as the hollow needle is withdrawn.

Ist es erforderlich, das sich im Innern der keramischen Masse. bildende- Wasser nach außen abzuführen und dabei die Injektidnsnädel zwecks weiterer Zufuhr von Pufferstoff in der keramischen Masse noch einige Zeit zu belassen, so wird die Hohlnadel gemäß der Erfindung als Doppelhohlzylinder ausgebildet, wobei der äußere Zylinder an dem der Spitze zugewandten Ende Öffnungen zur Aufnahme des Wassers aufweist.It is necessary that this is inside the ceramic mass. educational Drain water to the outside and thereby the Injektidnsnädel for the purpose of further supply to leave buffer substance in the ceramic mass for some time, so the Hollow needle according to the invention designed as a double hollow cylinder, the outer The cylinder has openings for receiving the water at the end facing the tip.

Um eine schnell herzustellende und mechanisch sichere Verbindung der Hohlnadel mit der Druckvorrichtung zu ermöglichen, sind die den Spitzen abgewandten Enden der Hohlnadel zweckmäßig konisch ausgebildet. ' In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Injektionsnadeln- zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. So zeigt Abb, i:. leine Einfachhohlnadel und Abb. 2 eine Doppelhohlnadel.In order to establish a mechanically secure connection of the To enable hollow needles with the pressure device are those facing away from the tips Expediently conical ends of the hollow needle. 'In the drawing are exemplary embodiments of injection needles for performing the method according to the invention. Thus Fig, i shows :. leine single hollow needle and Fig. 2 a double hollow needle.

Nach Abb. i hat die Hohlnadel i zylindrische Form und trägt eine außermittig liegende Spitze 2, die durch Schleifen schräg zur Nadelachse erzeugt ist. 'Der konisch ausgebildete Ansatz 3 ermöglicht das Aufsetzen der Hohlnadel auf eine entsprechend gestaltete Druckvorrichtung.According to Fig. I, the hollow needle i has a cylindrical shape and an off-center one lying tip 2, which is produced by grinding at an angle to the needle axis. 'The conical trained approach 3 enables the placement of the hollow needle on a corresponding designed printing device.

Nach Abb. 2 trägt die Hohlnadel 4 eine konisch verlaufende Spitze 5 und einen ebenfalls konisch ausgebildeten Ansatz 6. Die Hohlnadel 4 ist von einem zylindrischen Rohr 7 umgeben, das in der Nähe der Spitze 5 liegende Öffnungen 8 aufweist. Auf das Ende 9 des Rohrs 7 wird zweckmäßig ein Schlauch geschoben, durch den das sich bildende überschüssige Wasser abfließt. Die Durchmesser und Querschnitte der Hohlnadeln sind in der Zeichnung übertrieben dargestellt.According to Fig. 2, the hollow needle 4 has a conical tip 5 and a likewise conical extension 6. The hollow needle 4 is of a surrounding the cylindrical tube 7, the openings 8 located in the vicinity of the tip 5 having. A hose is expediently pushed through onto the end 9 of the tube 7 which the excess water that forms drains off. The diameters and cross-sections the hollow needles are exaggerated in the drawing.

Die Hohlnadeln können aus nicht rostendem Metall oder keramischem Werkstoff gefertigt sein.The hollow needles can be made of stainless metal or ceramic Material be made.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for producing a uniform body structure - in the case of fully cast ceramic bodies with thick body, characterized in that a dissociable buffer substance is added to the interior of the casting compound.

2. Method according to claim i, characterized in that the interior of the components with different pH values composed mass a dissociable buffer substance is added.

3. The method according to claim i, characterized in that the buffer substance is a weakly dissociated acid, e.g. B. acetic acid or hydrochloric acid in strong Dilution.

4. The method according to claim 2, characterized in that the buffer substance is an alkali or an alkaline earth salt solution, e.g. sodium chloride or calcium chloride.

5. The method according to claims i to 4, characterized in that the adding of the buffer substance by injection using an Injek. action needle happens.

6. Injection needle to exercise the ver: Driving according to claim 5, characterized by their training as a hollow cylinder. . Injection needle for performing the procedure according to claim 5, characterized by its design as a double hollow cylinder. B. Injection needle according to Claims 6 and 7, characterized in that the tip lies on the circumference of the hollow cylinder or runs conically. G. Hypodermic needle according to claim 7, characterized in that the outer hollow cylinder is in the vicinity the tip openings and at the end facing away from the tip a special drainage opening having.